Охотник стреляет с легкой надувной лодки: какую скорость приобретает лодка в момент выстрела, если масса пули 70 г? - коротко
Скорость лодки зависит от массы системы и скорости пули, вычисляется по закону сохранения импульса. Если масса лодки с охотником 100 кг, а пуля вылетает со скоростью 700 м/с, лодка приобретет скорость около 0,49 м/с в противоположном направлении.
Охотник стреляет с легкой надувной лодки: какую скорость приобретает лодка в момент выстрела, если масса пули 70 г? - развернуто
Когда охотник стреляет с легкой надувной лодки, движение лодки в момент выстрела можно объяснить с помощью закона сохранения импульса. Импульс системы «лодка + охотник + ружье + пуля» до выстрела равен нулю, так как система неподвижна. После выстрела пуля приобретает импульс, направленный вперед, а лодка с охотником получает равный по величине, но противоположно направленный импульс.
Масса пули составляет 70 г (0,07 кг). Предположим, начальная скорость пули при выстреле — 700 м/с (типичное значение для охотничьего ружья). Тогда импульс пули ( p{\text{пули}} = m{\text{пули}} \cdot v_{\text{пули}} = 0{,}07 \cdot 700 = 49 \, \text{кг·м/с} ).
Согласно закону сохранения импульса, лодка с охотником приобретет импульс такой же величины, но в противоположном направлении: ( p{\text{лодки}} = -p{\text{пули}} = -49 \, \text{кг·м/с} ).
Скорость лодки зависит от ее массы. Если принять суммарную массу лодки, охотника и ружья за 100 кг, то ( v{\text{лодки}} = \frac{p{\text{лодки}}}{m_{\text{лодки}}} = \frac{-49}{100} = -0{,}49 \, \text{м/с} ). Знак минус указывает на направление, противоположное движению пули.
Таким образом, лодка начнет двигаться назад со скоростью 0,49 м/с. Если масса системы увеличивается (например, из-за дополнительного груза), скорость лодки уменьшится. Влияние сопротивления воды и воздуха в данном расчете не учитывается, так как рассматривается мгновенный эффект выстрела.