На какое расстояние переместится лодка, если с нее прыгнет человек? На какое расстояние переместится лодка

1. а) Может ли общий импульс двух тел быть меньше им¬пульса одного из этих тел? Объясните свой ответ.
б) Конькобежец, бросивший горизонтально камень мас¬сой 2 кг со скоростью 15 м/с, откатился на 62,5 см. Определите массу конькобежца, если коэффициент тре¬ния коньков о лед равен 0,02.
2. а) Почему пуля, вылетевшая из ружья, не может отворить дверь, но пробивает в ней отверстие, тогда как давлени¬ем пальца дверь отворить легко, но проделать отверстие невозможно.
б) Человек массой 60 кг переходит с носа на корму лод¬ки. На какое расстояние переместится лодка длиной 3 м, если ее масса 120 кг?
3. а) Две материальные точки равной массы движутся на¬встречу друг другу с равными по модулю скоростями. Чему равен суммарный импульс точек?
б) Человек Массой 80 кг переходит с носа на корму в лод¬ке длиной 5 м. Какова масса лодки, если она за время этого перехода переместилась в стоячей воде в обратном направлении на 2 м?
4. а) Что должен делать человек, чтобы не провалиться сквозь тонкий лед: бежать по льду или стоять на нем?
б) С лодки выбирают канат, поданный на баркас. Рассто¬яние между ними 55 м. Определите пути, пройденные лодкой и баркасом до их встречи. Масса лодки 300 кг, масса баркаса 1200 кг. Сопротивлением воды пренеб¬речь.
5. а) Летящая пуля не разбивает оконное стекло, а образует в нем круглое отверстие. Почему?
б) Конькобежец массой 70 кг, стоящий на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со ско¬ростью 8 м/с относительно льда. Найдите расстояние, на которое откатится конькобежец, если коэффициент тре¬ния 0,02.
6. а) Мог ли в действительности герой книги Э. Распе барон Мюнхгаузен согласно своему рассказу сам вытащить себя и своего коня из болота?
б) Снаряд разрывается в верхней точке траектории на высоте 20 м на две одинаковые части. Через 1 с после взрыва одна часть падает на землю под тем местом, где Произошел взрыв. На каком расстоянии от места выстре¬ла упадет вторая часть снаряда, если первая упала на расстоянии 1000 м? Силу сопротивления воздуха при ре¬шении задачи не учитывать.

Человек, массой 80 кг переходит с носа на корму в покоящейся лодке длиной s = 5 м. Какова масса лодки, если она за время этого перехода переместилась в стоячей воде на L = 2 м? Сопротивление воды не учитывать. v1. v2. 1. О. Х. L. 0 =. m1v1. + (m1 + m2)v2. 2. V =s/t. - m1v1. 3. 0 =. + (m1 + m2)v2. 0 =. - m1s|t. + (m1 + m2)L|t. M1s|l – m1 = 80 кг*5 м/ 2 м – 80 кг = 120 кг. 4. m2 =.

Физика 9 класс

«Реактивный способ движения» - Реактивное движение и его проявление в природе. Константин Эдуардович Циолковский. Астронавты на Луне. Экипаж космического корабля Аполлон 11. Закон сохранения импульса тела. Двухступенчатая космическая ракета. Околоземное пространство. Первый космонавт. Сделать что-нибудь полезное для людей. Начало космической эпохи. Вывод формулы скорости ракеты при взлете. Закон сохранения импульса. Познакомиться с особенностями и характеристиками реактивного движения.

«Устройство и применение лазера» - Лазерный дальномер в строительстве. Лазер на самолетах. Применение лазерной резки. Купол лазерного дальномера. Лазерный целеуказатель. Револьвер, оснащённый лазерным целеуказателем. Лазер. Усиление света. Волоконный лазер. Лазерный принтер. Боевые лазеры космического базирования. Применение лазера в фотохимии. Внутреннее отражение в оптической среде. Лазерная «мышь»-манипулятор. Лазерная сварка. Применение лазера в медицине.

«Физик Исаак Ньютон» - «Величайший математик всех времен и народов!» Крылов А.Н. Исаак Ньютон. Надгробие на могиле Ньютона. Ньютон умер в Кенсингтоне, под Лондоном, в марте 1727 года. В математике появляются мощные аналитические методы. Орбита кометы по рисунку Исаака Ньютона. Дом в Вульсторпе, где родился Ньютон. «Приложение к натуральной физике и математике». Почтовая марка СССР, 1987 год. «Исаак Ньютон: «Я гипотез не измышляю…».

«Задачи на звук» - 5. Верите ли вы, что от колебаний может разрушиться мост? 1. Время, за которое совершается одно полное колебание - ……. 2. Верите ли вы, что комар быстрее машет крыльями, чем муха. 1. На Луне произошел сильный взрыв. Развивать интерес к науке и творческие способности учащихся. Повторительно-обобщающий урок в 9-м классе

Задача по физике - 1772

2017-01-04
Лодка стоит неподвижно в стоячей воде. Человек, находящийся в лодке, переходит с носа на корму. На какое расстояние сдвинется лодка, если масса человека $m = 60 кг$, масса лодки $M = 120 кг$, длина лодки $l = 3 м$? Сопротивление воды не учитывать.

Решение:

Пусть человек переходит с носа на корму равномерно в течение времени $t$ (рис.). Так как мы предположили, что в нешних сил нет, то импульс системы лодка - человек не должен измениться, т. е. во все время движения человека лодка должна двигаться в противоположном направлении с такой скоростью, чтобы общий импульс был равен нулю. Пусть лодка за то же время $t$ переместилась в противоположную сторону на расстояние $x$. Тогда скорость человека относительно земли за это время была $(l - x)/t$, а скорость лодки $x/t$. Закон сохранения импульса дает

$m(l-x)/t - Mx/t=0$,

$x = ml/(M + m) = 1 м$.

Этот же результат может быть получен на основании следствия, вытекающего из закона сохранения импульса: при отсутствии внешних сил центр масс системы не может переместиться. Когда человек стоит на носу Н лодки, центр масс системы лодка - человек находится на вертикали, проходящей через точку А, причем СА = 0,5 м. Когда человек перешел на корму К, то центр масс той же системы находится на вертикали, проходящей через точку В, причем ВС = 0,5 м. Так как во время перехода человека с носа на корму никакие внешние силы на систему лодка - человек не действовали, то центр масс системы не может переместиться. Для этого лодка должна переместиться так, чтобы точка В совпала с прежним положением точки А, т. е. лодка должна переместиться вправо на расстояние ВА, равное 1 м.

Решение.

Систему отсчета свяжем с поверхностью Земли и будем считать ее инерциальной. Ось OX направим горизонтально, ось OY – вертикально вверх.

Допустим, что в физическую систему входит только лодка и человек. Земля, воздух и вода по отношению к выделенной физической системе являются внешними телами.

Взаимодействие системы с ними может быть описано при помощи соответствующих сил. Можно выделить два состояния системы: начало прыжка и окончание прыжка. Даже без учета взаимодействия с воздухом физическая система «человек-лодка» незамкнутая, т.к. в момент прыжка на человека действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз. Поэтому полный вектор импульса данной системы не сохраняется, т.е. p 1 ≠ p 2 . Однако в данном случае сохраняется проекция полного вектора импульса на горизонтальное направление (ось OX ), поскольку в этом направлении внешние силы не действуют (в момент прыжка сила сопротивления воды равна нулю, т.к. лодка находится в состоянии покоя).

Векторы импульсов тел системы изображены на рисунке.

Запишем закон сохранения для горизонтальной составляющей импульса.

Если спроецировать векторные величины на ось OX ,

Откуда найдем скорость лодки после прыжка человека.

Для определения расстояния, на которое переместится лодка после прыжка, рассмотрим физическую систему «лодка после прыжка».

Выделенная физическая система является незамкнутой, поскольку взаимодействуют с материальными объектами, не выключенными в нее. Если не учитывать взаимодействие лодки с воздухом, то на нее действуют: сила тяжести m 1 g , обусловленная взаимодействием с гравитационным полем Земли; сила сопротивления F с и выталкивающая сила F в , обусловленные взаимодействием с водой. Любая незамкнутая система может быть описана законами кинематики, динамики и теоремой об изменении кинетической энергии.

Используем законы кинематики и динамики. Сила, действующие на лодку во время движения, постоянные, поэтому она будет двигаться прямолинейно с постоянным ускорением. Таким образом,

Силы действующие на лодку, и кинетические величины, характеризующие ее движение, изображены на рисунке слева.

Начало координат возьмем в той точке на поверхности воды, где находится лодка в момент прыжка, ось OX направим по движению лодки, ось OY – вертикально вверх. При таком выборе системы координат начальная координата лодки равна нулю, а конечная координата l .

Поэтому, если спроецировать векторные величины на оси координат, с учетом того, что конечная скорость лодки v = 0, получим систему,

Откуда

Если подставить в последнюю формулу значение v 1 .