Решим задачу с использованием закона сохранения импульса.
Согласно этому закону, если в системе отсутствуют внешние силы, суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.
Обозначим:
- массовую первую лодку с мальчиком (120 кг) как \( m_1 = 120 \, \text{кг} \).
- массовую вторую лодку с мальчиком (80 кг) как \( m_2 = 80 \, \text{кг} \).
- скорость первой лодки после отталкивания как \( v_1 \).
- скорость второй лодки (после отталкивания) как \( v_2 = 1.5 \, \text{м/с} \).
Изначально обе лодки находятся в покое, следовательно, общий импульс перед отталкиванием равен нулю:
\[ P_{\text{до}} = 0 \]
После оттолкновения суммарный импульс будет:
\[ P_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
По закону сохранения импульса, мы равеняем эти два импульса:
\[ 0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Подставим известные значения:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 80 \cdot 1.5 \]
Теперь найдем \( 80 \cdot 1.5 \):
\[ 80 \cdot 1.5 = 120 \]
Теперь у нас уравнение:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 120 \]
Решим это уравнение для \( v_1 \):
\[ 120 \cdot v_1 = -120 \]
Разделим обе стороны на 120:
\[ v_1 = -1 \, \text{м/с} \]
Таким образом, первая лодка приобрела скорость -1 м/с. Знак "минус" указывает на то, что первая лодка движется в противоположную сторону относительно направления движения второй лодки.