Дано:
- масса космонавта (m_cosmonaut) = 80 кг
- масса болта (m_bolt) = 0.5 кг
- скорость болта при броске (v_bolt) = 5 м/с
Найти:
- скорость космонавта после броска (v_cosmonaut).
Решение:
Согласно закону сохранения импульса, общий импульс системы до броска равен общему импульсу системы после броска.
1. Рассчитаем общий импульс системы до броска:
Перед броском космонавт и болт находятся в покое, поэтому:
p_total_initial = 0 кг*м/с
2. Рассчитаем импульс болта после броска:
Импульс болта:
p_bolt_final = m_bolt * v_bolt = 0.5 кг * 5 м/с = 2.5 кг*м/с
3. Обозначим скорость космонавта после броска как v_cosmonaut. Импульс космонавта будет:
p_cosmonaut_final = m_cosmonaut * v_cosmonaut
4. По закону сохранения импульса:
p_total_initial = p_bolt_final + p_cosmonaut_final
Подставляем известные значения:
0 = 2.5 кг*м/с + 80 кг * v_cosmonaut
5. Решаем уравнение для v_cosmonaut:
80 kg * v_cosmonaut = -2.5 кг*м/с
v_cosmonaut = -2.5 кг*м/с / 80 кг
v_cosmonaut = -0.03125 м/с
Ответ:
Скорость космонавта после броска составит приблизительно -0.03125 м/с (в противоположном направлении по отношению к движению болта).