Импулс: Кънкьор на лед хвърля топка

Здравей отново. Сега ще реша още две задачи с импулс. В първата задача имам кънкьорка, която се пързаля по ледена пързалка. Тя държи топка. Тази топка – нека я начертая – е 0,15-килограмова топка. И тя я хвърля. Да кажем, че я хвърля право напред пред себе си, въпреки че се е вторачила в нас. Тялото ѝ е насочено напред. Тя я хвърля директно напред. Разбирам, че е трудно да хвърлиш нещо право напред, но нека приемем, че тя може. Тя я хвърля право напред с големина на скоростта – или, тъй като ще дадем и посока, това е скорост, понеже големината на скоростта е само число, докато скоростта е число и посока – тя хвърля топката с 35 метра в секунда и топката е 0,15 килограма. Задачата казва, че тяхната обща маса, тя плюс топката, е 50 килограма. И двете са неподвижни, преди да направи каквото и да е, а после хвърля тази топка и въпросът е: "Каква е нейната скорост на откат?" Или, по същество, чрез хвърлянето на топката с колко момичето бута себе си назад? Каква е нейната скорост в посока назад? Ако не ти е познат терминът откат, той често се прилага, когато някой.... не, че искаме да мислим за насилие... но ако стреляш с пистолет, рамото ти отскача назад (това е откатът), понеже, отново, импулсът е запазен. Има определено количество импулс, което отива в този куршум, който е много лек и бърз, и се движи напред. Но тъй като импулсът е запазен, рамото ти има скорост назад. Но ще решим друга задача с това. Нека се върнем обратно към тази. Както казах, импулсът е запазен. Какъв е импулсът в началото на задачата, т.е. началният импулс? Нека взема различен цвят. Това е началният импулс. В началото масата е 50 килограма, понеже тя и топката общо са 50 килограма, по скоростта. Скоростта е 0. В началото има 0 скорост в системата. Тоест импулсът е 0. Р начален е равен на 0. И тъй като започваме със сумарен импулс от 0, трябва да приключим със сумарен импулс от 0. Какъв е импулсът по-късно? Топката се движи с 35 метра в секунда. Тя има маса от 0,15 килограма. Засега ще игнорирам мерните единици, за да спестя място. По скоростта на топката, по 35 метра в секунда. Това е импулсът на топката плюс новия импулс на кънкьорката. Каква е нейната маса? Нейната маса ще е 50 минус това. Няма да има голямо значение, но да кажем, че е 49,58 килограма по нейната нова скорост. Нека наречем това скорост на кънкьорката. Нека извадя доверения си калкулатор. Добре, да видим. 0,15 по 35 е равно на 5,25. Това е равно на 5,25. Плюс 49,85 по скоростта на кънкьорката, крайната скорост. И, разбира се, това е равно на 0, понеже началната скорост е била 0. Нека извадим 5,25 от двете страни и тогава уравнението става -5,25 е равно на 49,85 по скоростта на кънкьорката. Казваме, че импулсът само на топката е 5,25. И тъй като комбинираната система трябва да има сумарен импулс от 0, казваме, че импулсът на кънкьорката трябва да е 5,25 в другата посока, назад, или има импулс от -5,25. И, за да намерим скоростта, просто делим нейния импулс на нейната маса. Делим двете страни на 49,85 и получаваш скоростта на кънкьорката. Да видим. Нека направим това отрицателно число – делено на 49,85 е равно на -0,105. -0,105 метра в секунда. Това е интересно. Когато хвърли тази топка с 35 метра в секунда, което е доста бързо, тя ще отскочи назад с (ще има откат от) 10 сантиметра, да, приблизително 10 сантиметра в секунда. Ще отскочи доста по-бавно, въпреки че ще се придвижи назад. И, ако помислиш, това е вид тяга. Така работят ракетите. Те изстрелват нещо, което, може би, има по-малко маса, но го правят много бързо. И това, тъй като имаме запазване на импулса, кара ракетата да се движи в другата посока. Да видим дали можем да поберем друга задача. Всъщност вероятно е по-добре да оставя тази задача свършена и после ще имам повече време за следващата задача, която ще е малко по-трудна. Ще се видим скоро.