Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, если система замкнута и отсутствуют внешние силы, то суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.
Обозначим:
- Масса первой лодки с мальчиком (m₁) = 120 кг
- Масса второй лодки с мальчиком (m₂) = 80 кг
- Скорость второй лодки после отталкивания (v₂) = 1,5 м/с
- Скорость первой лодки после отталкивания (v₁) = ? (это то, что нам нужно найти)
Перед отталкиванием обе лодки находятся в покое, поэтому начальный суммарный импульс равен нулю:
\[ P_{\text{нач}} = m_1 \cdot 0 + m_2 \cdot 0 = 0 \]
После отталкивания импульс системы будет равен:
\[ P_{\text{кон}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Исходя из принципа сохранения импульса, имеем:
\[ P_{\text{нач}} = P_{\text{кон}} \]
То есть:
\[ 0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Теперь подставим известные значения:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 80 \cdot 1,5 \]
Теперь посчитаем вклад второго элемента:
\[ 0 = 120 \cdot v_1 + 120 \]
Выразим скорость первой лодки:
\[ 120 \cdot v_1 = -120 \]
\[ v_1 = -1 \text{ м/с} \]
Знак минус означает, что первая лодка движется в противоположном направлении относительно направления движения второй лодки. Таким образом, первая лодка приобрела скорость 1 м/с в противоположную сторону.