Чтобы найти скорость, с которой должен двигаться футбольный мяч, чтобы его импульс был равен импульсу хоккейной шайбы, нам нужно помнить, что импульс (P) вычисляется по формуле:
\[ P = m \cdot v \]
где \( m \) — это масса объекта, а \( v \) — его скорость.
Рассчитаем импульс хоккейной шайбы:
- Масса шайбы \( m_{ш} = 160 \, \text{г} = 0.16 \, \text{кг} \)
- Скорость шайбы \( v_{ш} = 20 \, \text{м/с} \)
Импульс шайбы: \[ P_{ш} = m_{ш} \cdot v_{ш} = 0.16 \, \text{кг} \cdot 20 \, \text{м/с} = 3.2 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Теперь найдём скорость футбольного мяча, чтобы его импульс был равен импульсу шайбы:
- Масса мяча \( m_{м} = 400 \, \text{г} = 0.4 \, \text{кг} \)
- Импульс мяча должен быть равен импульсу шайбы: \[ P_{м} = P_{ш} = 3.2 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Таким образом, имеем: \[ P_{м} = m_{м} \cdot v_{м} \] \[ 3.2 = 0.4 \cdot v_{м} \]
Теперь решаем это уравнение для \( v_{м} \): \[ v_{м} = \frac{3.2}{0.4} = 8 \, \text{м/с} \]
Таким образом, футбольный мяч должен двигаться со скоростью 8 м/с, чтобы его импульс был равен импульсу хоккейной шайбы.