Номер 178, страница 29 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Взаимодействие тел. Масса - номер 178, страница 29.

Условие.

178. На одинаковое ли расстояние можно бросить камень вперёд при прочих равных условиях стоя на земле и стоя на коньках на льду?

Решение.

Нет, бросить камень на одинаковое расстояние в этих двух случаях не получится. Дальность броска будет разной.

Когда человек бросает камень, он прикладывает к нему силу, направленную вперед. Согласно третьему закону Ньютона, камень действует на человека с такой же по модулю, но противоположно направленной силой (силой отдачи). Дальнейшее зависит от условий, в которых находится человек.

Стоя на земле: Сила трения покоя между обувью и поверхностью земли достаточно велика. Она препятствует движению человека назад под действием силы отдачи. Это позволяет человеку эффективно упереться в землю и передать камню максимальную энергию, а следовательно, и сообщить ему максимальную начальную скорость.

Стоя на коньках на льду: Сила трения скольжения между коньками и льдом очень мала. Сила отдачи, действующая на человека со стороны камня, легко преодолевает эту силу трения и заставляет его скользить назад. В соответствии с законом сохранения импульса, система «человек + камень», которая до броска покоилась, после броска будет иметь суммарный импульс, равный нулю. Это можно записать как $m_{ч} \cdot \vec{v}_{ч} + m_{к} \cdot \vec{v}_{к} = 0$. Энергия, затраченная человеком на бросок, распределяется между камнем и самим человеком, который приобретает кинетическую энергию отдачи. В результате начальная скорость, сообщенная камню, оказывается меньше, чем при броске с земли.

Так как дальность полета при прочих равных условиях (угол броска, высота) прямо пропорциональна начальной скорости, камень, брошенный с земли, пролетит большее расстояние.

Ответ: Нет, стоя на земле, камень можно бросить на большее расстояние, чем стоя на коньках на льду.