Чтобы решить эту задачу, нужно сначала определить импульс хоккейной шайбы и затем приравнять его к импульсу футбольного мяча, чтобы найти скорость, с которой должен двигаться мяч.
Импульс (p) можно вычислить по формуле:
\[ p = m \cdot v \]
где \( m \) — масса объекта, а \( v \) — его скорость.
Для хоккейной шайбы:
- Масса шайбы \( m_{\text{шайба}} = 160 \, \text{г} = 0.16 \, \text{кг} \) (переведем в килограммы, так как СИ).
- Скорость шайбы \( v_{\text{шайба}} = 20 \, \text{м/с} \).
Теперь вычислим импульс шайбы:
\[ p_{\text{шайба}} = m_{\text{шайба}} \cdot v_{\text{шайба}} = 0.16 \, \text{кг} \cdot 20 \, \text{м/с} = 3.2 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
Теперь, чтобы найти скорость футбольного мяча, приравняем импульс мяча к импульсу шайбы. Масса футбольного мяча составляет \( m_{\text{мяч}} = 400 \, \text{г} = 0.4 \, \text{кг} \).
Импульс мяча также можно выразить по формуле:
\[ p_{\text{мяч}} = m_{\text{мяч}} \cdot v_{\text{мяч}}. \]
У нас есть:
\[ p_{\text{мяч}} = p_{\text{шайба}} = 3.2 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
Таким образом, приравняем импульсы:
\[ 3.2 = 0.4 \cdot v_{\text{мяч}}. \]
Теперь решим это уравнение для нахождения скорости футбольного мяча \( v_{\text{мяч}} \):
\[ v_{\text{мяч}} = \frac{3.2}{0.4} = 8 \, \text{м/с}. \]
Таким образом, футбольный мяч должен двигаться со скоростью 8 м/с, чтобы его импульс был равен импульсу хоккейной шайбы.