Какую скорость приобретает легкая неподвижная лодка при выстреле охотника? - коротко
Скорость лодки зависит от массы лодки, массы пули и скорости вылета пули. Чем легче лодка и тяжелее пуля, тем больше скорость лодки после выстрела.
Какую скорость приобретает легкая неподвижная лодка при выстреле охотника? - развернуто
Для определения скорости легкой неподвижной лодки после выстрела охотника необходимо применить закон сохранения импульса. В начальный момент система «лодка + охотник + ружье» покоится, поэтому их суммарный импульс равен нулю. После выстрела импульс дроби и пороховых газов направлен в одну сторону, а лодка с охотником начнет двигаться в противоположном направлении, компенсируя этот импульс.
Масса лодки вместе с охотником обозначается как ( M ), а масса дроби — ( m ). Скорость дроби после выстрела — ( v ), а скорость лодки — ( V ). Согласно закону сохранения импульса:
[ 0 = m v + M V ]
Отсюда скорость лодки:
[ V = -\frac{m v}{M} ]
Знак минус указывает на противоположное направление движения.
Если масса лодки с охотником велика по сравнению с массой дроби, скорость ( V ) будет небольшой. Например, при массе дроби 30 г (0,03 кг), скорости вылета 400 м/с и массе системы 100 кг:
[ V = -\frac{0{,}03 \cdot 400}{100} = -0{,}12 \, \text{м/с} ]
Лодка начнет двигаться со скоростью 0,12 м/с в сторону, противоположную выстрелу.
Эффект становится заметнее, если лодка очень легкая. При тех же параметрах, но массе системы 30 кг:
[ V = -\frac{0{,}03 \cdot 400}{30} = -0{,}4 \, \text{м/с} ]
Здесь отдача уже более ощутима.
Если охотник стреляет несколько раз подряд, скорость лодки будет накапливаться, так как каждый выстрел придает ей дополнительный импульс. Однако сопротивление воды и трения постепенно замедлят движение.
Таким образом, скорость лодки зависит от соотношения масс дроби и системы «лодка + охотник», а также от скорости вылета снаряда. Чем легче лодка и мощнее выстрел, тем сильнее будет её движение.