Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до толчка должен равняться импульсу системы после толчка, так как в системе нет внешних сил.
Обозначим:
- \( m_1 = 120 \, \text{кг} \) — масса первой лодки с мальчиком,
- \( m_2 = 80 \, \text{кг} \) — масса второй лодки с мальчиком,
- \( v_2 = 1.5 \, \text{м/с} \) — скорость второй лодки после толчка,
- \( v_1 \) — скорость первой лодки после толчка (это то, что мы ищем).
Перед толчком обе лодки находятся в покое, поэтому их начальная скорость равна нулю. Таким образом, начальный импульс системы равен 0:
\[ P_{\text{начальный}} = 0 \]
После толчка импульс системы будет равен сумме импульсов обеих лодок:
\[ P_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
По закону сохранения импульса:
\[ P_{\text{начальный}} = P_{\text{после}} \]
Подставим значения:
\[ 0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Теперь подставим массы и скорость второй лодки:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 80 \cdot 1.5 \]
Вычислим \( 80 \cdot 1.5 \):
\[ 80 \cdot 1.5 = 120 \]
Получаем уравнение:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 120 \]
Решим это уравнение относительно \( v_1 \):
\[ 120 \cdot v_1 = -120 \]
\[ v_1 = -1 \]
Таким образом, скорость первой лодки \( v_1 \) равна \(-1 \, \text{м/с}\). Знак минус указывает на то, что первая лодка движется в противоположном направлении относительно второй лодки.
Ответ: первая лодка приобрела скорость 1 м/с в сторону, противоположную движению второй лодки.