Решение: Скорость брошенного предмета
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.
Решение по шагам
5 шаговПосле броска конькобежец движется назад и останавливается под действием силы трения. Модуль его ускорения при торможении равен
$$a = \mu g$$Скорость конькобежца сразу после броска найдём из уравнения движения при торможении на расстоянии $s = 0{,}40\ \text{м}$:
$$v^2 = 2as = 2\mu g s$$Принимая $g = 10\ \text{м/с}^2$, получаем
$$v = \sqrt{2 \cdot 0{,}02 \cdot 10 \cdot 0{,}40} = 0{,}40\ \text{м/с}$$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
$$u = \frac{M v}{m} = \frac{60 \cdot 0{,}40}{1} = 24\ \text{м/с}$$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.