Обсуди с товарищами, страница 71 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 21. Масса тела. Единицы массы. Глава 2. Взаимодействие тел - страница 71.

Два мальчика на коньках хотят выяснить, у кого из них больше масса. Как они могут это сделать?

Чтобы выяснить, у кого из мальчиков больше масса, им следует провести простой эксперимент, основанный на законе сохранения импульса. Поскольку мальчики находятся на коньках на льду, можно считать, что сила трения очень мала, и рассматривать систему из двух мальчиков как замкнутую (изолированную).

Порядок действий:

1. Мальчикам нужно встать на коньках лицом друг к другу.
2. Затем им нужно одновременно оттолкнуться друг от друга. Важно, чтобы толчок был направлен только между ними, без отталкивания от льда.
3. После толчка они начнут двигаться в противоположных направлениях.

Физическое обоснование этого метода заключается в законе сохранения импульса. До взаимодействия (толчка) мальчики находились в состоянии покоя, поэтому их суммарный импульс был равен нулю. В замкнутой системе суммарный импульс сохраняется, поэтому и после толчка он должен остаться равным нулю.

Пусть $m_1$ и $m_2$ — это массы мальчиков, а $\vec{v_1}$ и $\vec{v_2}$ — их скорости после толчка. Закон сохранения импульса для этой системы записывается так:

$m_1\vec{v_1} + m_2\vec{v_2} = 0$

Из этого векторного уравнения следует, что импульсы мальчиков равны по модулю и противоположны по направлению. Для модулей скоростей $v_1$ и $v_2$ это означает:

$m_1 v_1 = m_2 v_2$

Из этого равенства можно выразить отношение масс к скоростям:

$\frac{m_1}{m_2} = \frac{v_2}{v_1}$

Эта формула показывает, что массы мальчиков обратно пропорциональны скоростям, которые они приобрели в результате толчка. Это означает, что мальчик с большей массой будет иметь меньшую скорость, а мальчик с меньшей массой — большую скорость.

Следовательно, для определения, у кого больше масса, мальчикам достаточно визуально сравнить свои скорости (или расстояния, которые они проехали за одинаковое время). Тот, кто движется медленнее, обладает большей массой.

Ответ: Мальчикам следует встать на льду друг напротив друга и оттолкнуться. Тот из них, кто после толчка будет двигаться с меньшей скоростью (и проедет меньшее расстояние за то же время), имеет большую массу.