Номер 11, страница 156, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 15. Реактивное движение. Освоение космоса - номер 11, страница 156.

Условие.

11. Как может поступить школьник с ранцем, стоящий на гладком льду, чтобы начать двигаться?

Решение 2.

Решение

Для того чтобы школьнику, стоящему на гладком льду, начать двигаться, ему необходимо использовать закон сохранения импульса. Система "школьник-ранец" в горизонтальном направлении является замкнутой, так как трение о гладкий лед пренебрежимо мало.

Изначально школьник и ранец покоятся, поэтому их суммарный импульс равен нулю:

$p_{начальный} = (m_{школьника} + m_{ранца}) \cdot v_{начальная} = 0$

Чтобы прийти в движение, школьник должен отбросить от себя ранец в каком-либо горизонтальном направлении. В результате этого действия ранец приобретет некоторый импульс $p_{ранца} = m_{ранца} \cdot v_{ранца}$.

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы "школьник-ранец" после броска должен остаться равным нулю. Это означает, что школьник приобретет импульс, равный по величине и противоположный по направлению импульсу ранца:

$p_{конечный} = p_{школьника} + p_{ранца} = 0$

$m_{школьника} \cdot v_{школьника} + m_{ранца} \cdot v_{ранца} = 0$

Отсюда следует:

$m_{школьника} \cdot v_{школьника} = -m_{ранца} \cdot v_{ранца}$

Знак "минус" показывает, что скорость школьника будет направлена в сторону, противоположную скорости брошенного ранца. Таким образом, бросив ранец, например, вперед, школьник начнет двигаться назад.

Ответ: Школьник должен бросить ранец в направлении, противоположном тому, в котором он хочет начать движение.