Физика Коньковщик, стоя на льду, бросил вперед гирю массой 5 кг со скоростью 12 м/с (по льду), и в результате отдачи покатился назад. Определить работу, которую проделал скользник при бросании гири, если его масса 60 кг.
Для определения работы, которую проделал скользник при бросании гири, можно использовать закон сохранения импульса.
Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после бросания должна быть равна нулю:
m1 * v1 + m2 * v2 = 0,
где m1 и v1 - масса и скорость гири до бросания,
m2 и v2 - масса и скорость скользника после бросания.
Подставляем известные значения:
5 кг * 12 м/с + 60 кг * v2 = 0.
Решаем уравнение относительно v2:
60 кг * v2 = -5 кг * 12 м/с,
v2 = (-5 кг * 12 м/с) / 60 кг,
v2 = -1 м/с.
Таким образом, скользник откатился назад со скоростью 1 м/с.
Работа, которую проделал скользник при бросании гири, можно определить как изменение кинетической энергии системы (скользник + гиря). Изначально скользник покоился, поэтому его начальная кинетическая энергия равна нулю. После бросания гири скользник приобрел скорость и его конечная кинетическая энергия не равна нулю.
Кинетическая энергия системы после бросания:
Eкон = (1/2) * m2 * v2^2,
Eкон = (1/2) * 60 кг * (-1 м/с)^2,
Eкон = 30 Дж.
Таким образом, работа, которую проделал скользник при бросании гири, равна 30 Дж.
Answers & Comments
Ответ:
Для определения работы, которую проделал скользник при бросании гири, можно использовать закон сохранения импульса.
Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после бросания должна быть равна нулю:
m1 * v1 + m2 * v2 = 0,
где m1 и v1 - масса и скорость гири до бросания,
m2 и v2 - масса и скорость скользника после бросания.
Подставляем известные значения:
5 кг * 12 м/с + 60 кг * v2 = 0.
Решаем уравнение относительно v2:
60 кг * v2 = -5 кг * 12 м/с,
v2 = (-5 кг * 12 м/с) / 60 кг,
v2 = -1 м/с.
Таким образом, скользник откатился назад со скоростью 1 м/с.
Работа, которую проделал скользник при бросании гири, можно определить как изменение кинетической энергии системы (скользник + гиря). Изначально скользник покоился, поэтому его начальная кинетическая энергия равна нулю. После бросания гири скользник приобрел скорость и его конечная кинетическая энергия не равна нулю.
Кинетическая энергия системы после бросания:
Eкон = (1/2) * m2 * v2^2,
Eкон = (1/2) * 60 кг * (-1 м/с)^2,
Eкон = 30 Дж.
Таким образом, работа, которую проделал скользник при бросании гири, равна 30 Дж.