Охотник стреляет с лёгкой надувной лодки — какую скорость приобретает лодка в момент выстрела? - коротко
Лодка приобретает скорость, равную и противоположно направленную скорости пули, умноженной на отношение массы пули к массе лодки с охотником. Чем легче лодка, тем заметнее её движение после выстрела.
Охотник стреляет с лёгкой надувной лодки — какую скорость приобретает лодка в момент выстрела? - развернуто
При выстреле из ружья охотник, находящийся в лёгкой надувной лодке, сообщает лодке определённую скорость. Это явление объясняется законом сохранения импульса. Импульс системы «охотник + лодка + ружье» до выстрела равен нулю, так как система покоится. В момент выстрела пуля получает импульс вперёд, а лодка с охотником — равный по величине, но противоположный по направлению импульс.
Скорость лодки зависит от массы пули, скорости её вылета, а также суммарной массы лодки, охотника и ружья. Если масса пули ( m ), её скорость ( v ), а общая масса системы (лодка + охотник + ружье) ( M ), то скорость лодки ( V ) после выстрела можно найти по формуле:
[ V = \frac{m \cdot v}{M} ]
Чем легче лодка и охотник, тем заметнее будет движение. Например, если пуля массой 10 г вылетает со скоростью 800 м/с, а общая масса системы — 100 кг, то лодка приобретёт скорость:
[ V = \frac{0.01 \cdot 800}{100} = 0.08 \, \text{м/с} \, (8 \, \text{см/с}) ]
На практике скорость может быть меньше из-за сопротивления воды. Однако в первый момент после выстрела лодка начнёт двигаться в сторону, противоположную направлению полёта пули, с расчётной скоростью. Этот эффект демонстрирует действие реактивного движения в замкнутой системе.
Таким образом, лодка приобретает скорость, обратно пропорциональную своей массе и прямо пропорциональную импульсу вылетающей пули. В реальных условиях учитываются дополнительные факторы, такие как трение о воду, но в идеализированной модели расчёт даёт точный результат.