Чтобы решить эту задачу, воспользуемся законом сохранения импульса. Сначала определим начальные условия:
- Масса первой лодки с мальчиком \( m_1 = 120 \, \text{кг} \).
- Масса второй лодки с мальчиком \( m_2 = 80 \, \text{кг} \).
- Скорость второй лодки после толчка \( v_2 = 1{,}5 \, \text{м/с} \).
По закону сохранения импульса, суммарный импульс до и после толчка должен быть равен. Изначально обе лодки стоят неподвижно, значит, их общий импульс равен 0. После того как мальчик толкнул первую лодку, система будет иметь следующие импульсы:
- Импульс первой лодки: \( p_1 = m_1 \cdot v_1 \)
- Импульс второй лодки: \( p_2 = m_2 \cdot v_2 \)
При этом, поскольку до толчка суммарный импульс был равен 0, можем записать уравнение импульсов:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 0 \]
Подставим известные значения:
\[ 120 \cdot v_1 + 80 \cdot 1{,}5 = 0 \]
Теперь вычислим \( 80 \cdot 1{,}5 \):
\[ 80 \cdot 1{,}5 = 120 \]
Затем уравнение примет вид:
\[ 120 \cdot v_1 + 120 = 0 \]
Теперь из этого уравнения выразим \( v_1 \):
\[ 120 \cdot v_1 = -120 \]
\[ v_1 = -1 \, \text{м/с} \]
Знак минус указывает на то, что первая лодка движется в противоположном направлении относительно второй лодки.
Таким образом, скорость первой лодки после толчка составляет \( 1 \, \text{м/с} \) в сторону, противоположную движению второй лодки.