Человек массой 60кг спрыгивает с неподвижной тележки,и тележка массой 30кг начинает двигаться в противоположную сторону со скоростью 4м/с. Чему равна скорость человека относительно Земли в момент прыжка?

Давайте разберем эту задачу шаг за шагом, применяя закон сохранения импульса. ### Дано: - Масса человека \( m_1 = 60 \, \text{кг} \) - Масса тележки \( m_2 = 30 \, \text{кг} \) - Скорость тележки после прыжка \( v_2 = 4 \, \text{м/с} \) (в противоположную сторону) ### Найти: Скорость человека \( v_1 \) относительно Земли в момент прыжка. ### Решение: 1. **Закон сохранения импульса:** Импульс системы до прыжка должен быть равен импульсу системы после прыжка, если нет внешних сил. Вначале тележка и человек неподвижны, поэтому импульс системы равен нулю. \[ P_{\text{начальный}} = P_{\text{конечный}} \] В начальный момент, \[ P_{\text{начальный}} = 0 \, \text{(так как система неподвижна)} \] В конечный момент, \[ P_{\text{конечный}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \] Подставим известные значения: \[ 0 = 60 \cdot v_1 + 30 \cdot (-4) \] Здесь мы используем знак «минус», потому что скорость тележки направлена в противоположную сторону. 2. **Упрощаем уравнение:** \[ 0 = 60 \cdot v_1 - 120 \] Переносим \( -120 \) на другую сторону: \[ 60 \cdot v_1 = 120 \] 3. **Находим \( v_1 \):** \[ v_1 = \frac{120}{60} = 2 \, \text{м/с} \] ### Ответ: Скорость человека относительно Земли в момент прыжка равна \( 2 \, \text{м/с} \). ### Вывод: - Человек прыгает в сторону, противоположную движению тележки, с запрашиваемой скоростью 2 м/с. - Это демонстрирует закон сохранения импульса: действие (прыжок человека) вызывает равное по величине, но противоположное по направлению по действию на систему (движение тележки).