Белка массой 0,5 кг сидит на абсолютно гладкой, обледенелой, горизонтальной, плоской крыше. Человек бросает белке камень массой 0,1 кг. Камень летит горизонтально со скоростью 6 м/с. Белка хватает камень и удерживает его. Вычислите скорость белки, поймавшей камень.
Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения импульса. Импульс системы до взаимодействия (броска камня) должен быть равен импульсу системы после того, как белка поймала камень.
Обозначим:
- m1 = 0,5 кг (масса белки)
- m2 = 0,1 кг (масса камня)
- v2 = 6 м/с (скорость камня)
- v1 = 0 м/с (начальная скорость белки, так как она сидит на крыше)
- v = ? (скорость белки после того, как она поймала камень)
Сначала найдем импульс до взаимодействия: \[ P_{до} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \] \[ P_{до} = 0,5 \cdot 0 + 0,1 \cdot 6 = 0 + 0,6 = 0,6 \text{ кг м/с} \]
После того как белка поймала камень, их общая масса будет равна сумме масс белки и камня, а общая скорость будет обозначаться как v: \[ P_{после} = (m_1 + m_2) \cdot v \] \[ P_{после} = (0,5 + 0,1) \cdot v = 0,6 \cdot v \]
По закону сохранения импульса: \[ P_{до} = P_{после} \] \[ 0,6 = 0,6 \cdot v \]
Теперь решим уравнение на v: \[ v = \frac{0,6}{0,6} = 1 \text{ м/с} \]
Таким образом, скорость белки после того, как она поймала камень, составит 1 м/с.
