Два человека на роликовых коньках стоят друг против друга. Масса первого человека 70 кг, второго -80 кг. Первый бросает второму груз массой 10 кг со скоростью 5 м/с, направленной горизонтально. Определите скорость первого человека после броска и второго, после того как он поймает груз. Трением пренебречь.
от

1 Ответ

дано:  
- масса первого человека m1 = 70 кг  
- масса второго человека m2 = 80 кг  
- масса груза m3 = 10 кг  
- скорость броска груза v3 = 5 м/с  

найти:  
- скорость первого человека v1' после броска  
- скорость второго человека v2' после того, как он поймает груз.

решение:  
1. Используем закон сохранения импульса. Импульс до броска равен импульсу после броска. Поскольку оба человека стоят на месте, начальный импульс равен нулю:  
   0 = m1 * v1' + m3 * v3 + m2 * v2'.  

2. После броска первый человек получает некоторую скорость v1', а груз движется со скоростью v3 = 5 м/с, при этом второй человек пока не движется (v2' = 0):  
   0 = 70 * v1' + 10 * 5 + 80 * 0.  
   0 = 70 * v1' + 50.  

3. Решим это уравнение для v1':  
   70 * v1' = -50  
   v1' = -50 / 70  
   v1' = -5/7 м/с.  
   Отрицательное значение скорости указывает, что первый человек двигается в противоположном направлении броска.

4. Теперь найдем скорость второго человека после того, как он поймает груз. Используем закон сохранения импульса снова:  
   После того как второй человек ловит груз, его общая масса становится m2 + m3. Его импульс до ловли составляет 0, так как он стоял на месте. Запишем уравнение:  
   0 = (m2 + m3) * v2'.  

5. Подставим известные значения:  
   0 = (80 + 10) * v2' + 10 * 5.  
   0 = 90 * v2' + 50.  

6. Решим это уравнение для v2':  
   90 * v2' = -50  
   v2' = -50 / 90  
   v2' = -5/9 м/с.  
   Отрицательное значение скорости указывает, что второй человек движется в том же направлении, что и бросок груза.

ответ:  
Скорость первого человека после броска составляет 5/7 м/с в сторону, противоположную броску; скорость второго человека после ловли груза составляет 5/9 м/с в сторону броска.
от