20

Решение: Скорость брошенного предмета

ОГЭ · Физика · Задание 20 · Энергия и импульс
ПовышеннаяФИПИ402313Развёрнутое решение≈ 6 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Конькобежец массой 60 кг, стоя на коньках на льду, бросает вперёд в горизонтальном направлении предмет массой 1 кг и откатывается назад на 40 см. Коэффициент трения коньков о лёд равен 0,02. Найдите скорость, с которой был брошен предмет.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

После броска конькобежец движется назад и останавливается под действием силы трения. Модуль его ускорения при торможении равен

$$a = \mu g$$
2

Скорость конькобежца сразу после броска найдём из уравнения движения при торможении на расстоянии $s = 0{,}40\ \text{м}$:

$$v^2 = 2as = 2\mu g s$$
3

Принимая $g = 10\ \text{м/с}^2$, получаем

$$v = \sqrt{2 \cdot 0{,}02 \cdot 10 \cdot 0{,}40} = 0{,}40\ \text{м/с}$$
4

До броска система «конькобежец — предмет» покоилась. Во время кратковременного броска внешним горизонтальным импульсом трения можно пренебречь, поэтому применяем закон сохранения импульса:

$$m u - M v = 0$$

Отсюда скорость предмета равна

$$u = \frac{M v}{m} = \frac{60 \cdot 0{,}40}{1} = 24\ \text{м/с}$$
Ответ

Скорость, с которой был брошен предмет, равна $24\ \text{м/с}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать, что скорость конькобежца дана не сразу после броска и её нужно найти по тормозному пути.

Использовать закон сохранения импульса после остановки конькобежца.

Перепутать массы конькобежца и предмета.

Не учитывать противоположные направления движения и знаки импульсов.

Закрепить приёмВ теме «Энергия и импульс» ещё 138 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 20 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 139 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.