Охотник стреляет с лёгкой лодки — какую скорость приобретает лодка в момент выстрела? - коротко
Лодка приобретает скорость, равную по величине и противоположную по направлению скорости пули, умноженной на отношение массы пули к массе лодки. Это следует из закона сохранения импульса.
Охотник стреляет с лёгкой лодки — какую скорость приобретает лодка в момент выстрела? - развернуто
Когда охотник стреляет с лёгкой лодки, лодка начинает двигаться в противоположном направлении от выстрела. Это явление объясняется законом сохранения импульса, который гласит, что в замкнутой системе сумма импульсов всех тел остаётся постоянной, если на неё не действуют внешние силы. В данном случае система состоит из охотника, лодки и ружья.
До выстрела суммарный импульс системы равен нулю, так как лодка и охотник неподвижны относительно воды. После выстрела пуля приобретает импульс в направлении выстрела, а лодка с охотником — равный по величине, но противоположный по направлению импульс.
Скорость лодки после выстрела можно рассчитать по формуле:
[ v{\text{лодки}} = \frac{m{\text{пули}} \cdot v{\text{пули}}}{m{\text{лодки}} + m_{\text{охотника}}} ]
Где:
- ( m_{\text{пули}} ) — масса пули,
- ( v_{\text{пули}} ) — скорость пули относительно лодки,
- ( m_{\text{лодки}} ) — масса лодки,
- ( m_{\text{охотника}} ) — масса охотника.
Если лодка лёгкая, её масса мала по сравнению с массой охотника, и скорость, которую она приобретает, будет заметной. Например, при массе пули 10 г, скорости пули 800 м/с, массе лодки 30 кг и массе охотника 70 кг скорость лодки составит примерно 0,08 м/с.
Учёт трения о воду и сопротивления воздуха может уменьшить эту скорость, но в момент выстрела расчёт ведётся именно по закону сохранения импульса. Если лодка изначально не закреплена, она начнёт двигаться сразу после выстрела, и её движение будет равномерным, пока другие силы не изменят его.