Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до события (выпадение груза) должен быть равен импульсу системы после события.
Обозначим:
- Масса лодки \( m_1 = 200 \) кг
- Масса груза \( m_2 = 100 \) кг
- Начальная скорость лодки \( v_1 = 1 \) м/с
- Начальная скорость груза \( v_2 = 1 \) м/с (так как груз выпадает из лодки, его скорость в момент падения равна скорости лодки)
- Конечная скорость лодки после падения груза \( v' \)
Перед падением общий импульс системы равен:
\[ P_{\text{нач}} = (m_1 + m_2) \cdot v_1 = (200 \, \text{кг} + 100 \, \text{кг}) \cdot 1 \, \text{м/с} = 300 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
После падения груза один груз имеет свою скорость \( v_2 = 1 \) м/с, а лодка имеет скорость \( v' \). Общий импульс системы после того как груз упал становится:
\[ P_{\text{кон}} = m_1 \cdot v' + m_2 \cdot v_2 = 200 \, \text{кг} \cdot v' + 100 \, \text{кг} \cdot 1 \, \text{м/с} \]
Согласно закону сохранения импульса:
\[ P_{\text{нач}} = P_{\text{кон}} \]
\[ 300 = 200 \cdot v' + 100 \]
Теперь решим уравнение:
\[ 300 - 100 = 200 \cdot v' \] \[ 200 = 200 \cdot v' \] \[ v' = 1 \, \text{м/с} \]
Таким образом, после того, как груз выпал, скорость лодки осталась равной 1 м/с.