Дано:
Масса девочки (m1) = 150 кг
Скорость девочки на роликах (u1) = 4 м/с
Масса мяча (m2) = 400 г = 0.4 кг
Скорость мяча (u2) = 15 м/с
Конечная скорость девочки после броска мяча (v)
Найти:
Скорость девочки после броска мяча
Решение:
Применяя закон сохранения импульса для системы "девочка + мяч", имеем:
m1 * u1 = m1 * v1 + m2 * v2
где v1 - скорость девочки после броска, v2 - скорость мяча после броска. Так как в начальный момент передачи импульса скорость мяча велика по сравнению со скоростью девочки, можно пренебречь изменением скорости мяча и считать его скорость после броска равной начальной, тогда уравнение примет вид:
m1 * u1 = m1 * v + m2 * u2
v = (m1 * u1 - m2 * u2) / m1
v = (150 кг * 4 м/с - 0.4 кг * 15 м/с) / 150 кг
v ≈ (600 кг*м/с - 6 кг*м/с) / 150 кг
v ≈ 594 кг*м/с / 150 кг
v ≈ 3.96 м/с
Ответ:
Скорость девочки после броска мяча составит приблизительно 3.96 м/с.