дано:
m1 = 50 кг (масса школьника)
m2 = 1,5 кг (масса камня)
v2 = 5 м/с (скорость камня относительно земли)
найти:
v1 (скорость школьника после броска)
решение:
Используем закон сохранения импульса. Перед броском система (школьник и камень) находится в покое, следовательно, общий импульс системы равен нулю.
Начальный импульс системы:
P_initial = 0.
После броска камень движется со скоростью v2, а школьник получит скорость v1 в противоположном направлении, поэтому конечный импульс системы будет равен:
P_final = m1 * v1 + m2 * v2.
Согласно закону сохранения импульса, имеем:
P_initial = P_final,
0 = m1 * v1 + m2 * v2.
Подставим известные значения в уравнение:
0 = 50 кг * v1 + 1,5 кг * 5 м/с.
Теперь найдем v1:
50 кг * v1 = -1,5 кг * 5 м/с,
50 кг * v1 = -7,5 кг*м/с.
Разделим обе стороны на 50 кг:
v1 = -7,5 кг*м/с / 50 кг,
v1 = -0,15 м/с.
Отрицательный знак указывает на то, что школьник движется в противоположном направлении по отношению к движению камня.
Ответ:
Скорость школьника после броска будет равна 0,15 м/с в направлении, противоположном движению камня.