Какова скорость охотника после выстрела, если он стоит на гладком льду? - коротко
Скорость охотника после выстрела на льду равна скорости пули, умноженной на отношение массы пули к массе охотника, но направлена в противоположную сторону. Это следует из закона сохранения импульса.
Какова скорость охотника после выстрела, если он стоит на гладком льду? - развернуто
Скорость охотника после выстрела на гладком льду определяется законом сохранения импульса. Если охотник неподвижен до выстрела, то суммарный импульс системы "охотник + пуля" остаётся равным нулю. После выстрела импульс пули в одном направлении компенсируется импульсом охотника в противоположном.
Формула для расчёта выглядит следующим образом: ( m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0 ), где ( m_1 ) и ( v_1 ) — масса и скорость охотника, ( m_2 ) и ( v_2 ) — масса и скорость пули. Отсюда скорость охотника вычисляется как ( v_1 = -\frac{m_2 v_2}{m_1} ). Знак минус указывает на противоположное направление движения.
Для примера: если масса охотника составляет 80 кг, масса пули — 0,01 кг, а её скорость после выстрела — 800 м/с, то скорость охотника будет ( v_1 = -\frac{0{,}01 \cdot 800}{80} = -0{,}1 ) м/с. Это означает, что охотник начнёт скользить по льду со скоростью 0,1 м/с в противоположную от выстрела сторону.
Трение льда в данном случае минимально, поэтому охотник будет двигаться равномерно до тех пор, пока не столкнётся с внешним воздействием, например, с неровностью поверхности или сопротивлением воздуха. Если же лёд не идеально гладкий, сила трения постепенно замедлит движение.
Таким образом, скорость охотника после выстрела зависит от массы пули, её скорости и массы самого стрелка. Чем легче пуля или тяжелее охотник, тем меньше будет его отдача. Этот принцип лежит в основе реактивного движения и применяется в различных физических расчётах.