Номер 126, страница 39 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

Легче прыгнуть на берег с лодки с грузом. Это явление объясняется законом сохранения импульса.

Рассмотрим систему, состоящую из человека и лодки. До прыжка система находится в покое, и её суммарный импульс равен нулю. Когда человек отталкивается от лодки, чтобы прыгнуть на берег, он сообщает лодке импульс, направленный в сторону от берега. Согласно закону сохранения импульса, чтобы суммарный импульс системы оставался равным нулю, человек должен получить равный по модулю и противоположный по направлению импульс (направленный к берегу).

Запишем закон сохранения импульса для системы «человек-лодка» в проекции на горизонтальную ось, направленную к берегу: $0 = m_{ч}v_{ч} + M_{л}v_{л}$ где $m_{ч}$ и $v_{ч}$ — масса и скорость человека относительно берега, а $M_{л}$ и $v_{л}$ — масса и скорость лодки относительно берега.

Скорость, которую приобретает лодка (скорость отдачи), можно выразить как: $v_{л} = - \frac{m_{ч}}{M_{л}} v_{ч}$ Знак «минус» указывает, что лодка движется в направлении, противоположном движению человека.

Масса лодки с грузом ($M_{1}$) больше массы пустой лодки ($M_{2}$). Из формулы видно, что чем больше масса лодки $M_{л}$, тем меньше будет её скорость отдачи $v_{л}$ при прыжке человека. Более тяжёлая (гружёная) лодка обладает большей инертностью. При толчке она сместится назад на меньшее расстояние и с меньшей скоростью. Это означает, что она служит более устойчивой опорой. В результате большая часть энергии толчка человека преобразуется в его собственную кинетическую энергию, а не в кинетическую энергию лодки. Поэтому, приложив одинаковое усилие, человек прыгнет дальше с более массивной лодки.

Ответ: Легче прыгнуть на берег с лодки с грузом. Это связано с тем, что более массивная лодка обладает большей инерцией и при прыжке получает меньшую скорость отдачи (меньше отъезжает назад), что обеспечивает человеку более эффективный толчок.