Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, если нет внешних сил, то сумма импульсов до взаимодействия равна сумме импульсов после взаимодействия.
Обозначим:
- масса первой лодки с мальчиком \( m_1 = 60 \, \text{кг} \)
- масса второй лодки \( m_2 = 75 \, \text{кг} \)
- скорость первой лодки после отталкивания \( v_1 = 1.2 \, \text{м/с} \)
- скорость второй лодки после отталкивания \( v_2 \) (это значение нам нужно найти)
Перед тем как мальчик оттолкнул вторую лодку, обе лодки находились в покое, поэтому их начальный импульс равен нулю:
\[ P_{\text{начальный}} = 0 \]
После того как мальчик оттолкнул лодку, импульсы лодок становятся:
\[ P_{\text{последующий}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Согласно закону сохранения импульса:
\[ P_{\text{начальный}} = P_{\text{последующий}} \]
То есть:
\[ 0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Теперь подставим известные значения: \[ 0 = 60 \cdot 1.2 + 75 \cdot v_2 \]
Это уравнение упрощается до: \[ 0 = 72 + 75 v_2 \]
Теперь переместим 72 на другую сторону:
\[ 75 v_2 = -72 \]
И разделим обе стороны на 75:
\[ v_2 = -\frac{72}{75} = -0.96 \, \text{м/с} \]
Знак минус означает, что вторая лодка движется в противоположном направлении относительно первой. Таким образом, скорость второй лодки составляет \( 0.96 \, \text{м/с} \) в обратную сторону.