Какую скорость приобретёт лодка, если охотник стреляет с лёгкой надувной лодки? - коротко
Лодка приобретёт скорость, противоположную направлению выстрела, из-за отдачи. Её величина зависит от массы лодки и импульса пули.
Какую скорость приобретёт лодка, если охотник стреляет с лёгкой надувной лодки? - развернуто
Чтобы определить скорость лодки после выстрела охотника, необходимо рассмотреть закон сохранения импульса. В начальный момент система «лодка + охотник + пуля» покоится, поэтому её суммарный импульс равен нулю. После выстрела пуля приобретает импульс, направленный в одну сторону, а лодка с охотником — равный по величине, но противоположно направленный импульс.
Пусть масса пули равна ( m ), её скорость после выстрела — ( v ). Тогда импульс пули составит ( p_{\text{пули}} = m \cdot v ). Масса лодки с охотником обозначим как ( M ), а их скорость после выстрела — ( V ). Согласно закону сохранения импульса:
[ m \cdot v + M \cdot V = 0 ]
Отсюда скорость лодки:
[ V = -\frac{m \cdot v}{M} ]
Знак минус указывает на то, что лодка движется в направлении, противоположном полёту пули. Скорость лодки будет тем меньше, чем больше её масса относительно массы пули. Например, если масса пули ( 10 \, \text{г} ) (0,01 кг), её скорость ( 800 \, \text{м/с} ), а масса лодки с охотником ( 100 \, \text{кг} ), то:
[ V = -\frac{0{,}01 \cdot 800}{100} = -0{,}08 \, \text{м/с} ]
Таким образом, лодка приобретёт скорость ( 0{,}08 \, \text{м/с} ) в направлении, обратном выстрелу.
Если лодка находится в воде, дополнительное влияние окажет сопротивление среды, которое замедлит её движение. Однако для кратковременного процесса выстрела этим эффектом можно пренебречь, так как основное изменение импульса происходит практически мгновенно.
Важно учитывать, что реальная скорость может немного отличаться из-за неидеальности системы (например, трения, движения воздуха, упругих деформаций). Однако в рамках классической механики приведённый расчёт даёт точную оценку.