Фигурист массой 60 кг. , стоя на льду , ловит букет массой 0,5 кг . , который летит горизонтально со скоростью 20 м/ с . На какое расстояние откатится фигурист с букетом по горизонтальной поверхности льда , если коэффициент трения 0,05?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения импульса:

m1v1 = m1v1' + m2*v2'

где m1 и v1 - масса и скорость фигуриста до ловли букета, m2 и v2 - масса и скорость букета до ловли, v1' и v2' - скорости фигуриста и букета после ловли.

m1 = 60 кг, v1 = 0 м/с (фигурист стоит на месте), m2 = 0.5 кг, v2 = 20 м/с

600 = 60v1' + 0.5*v2'

v1' = 0.5*20 / 60 = 1/6 м/с

Теперь найдем работу внутренних сил трения, совершенную на систему фигурист-букет. Работа трения равна изменению кинетической энергии системы:

Aтр = ΔK

ΔK = K2 - K1 = (m1v1'^2 + m2v2'^2) / 2 - 0

ΔK = (60(1/6)^2 + 0.520^2) / 2 = 38,33 Дж

Теперь найдем расстояние, на которое откатится фигурист под действием трения перед тем как остановиться:

Aтр = Fтр * s

s = Aтр / Fтр

Fтр = μ*N

N = m*g, где g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с^2)

N = 60*9.8 = 588 Н

Fтр = 0.05*588 = 29.4 Н

s = 38,33/29.4 = 1,31 м

Таким образом, фигурист откатится на расстояние около 1,31 м по горизонтальной поверхности льда до полной остановки.