Задача для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Законы сохранения в механике». Эта задача может быть интересна учащимся 10-х классов и для подготовки к ЕГЭ и ГИА.
К корзине воздушного шара массой 240 кг привязана верёвочная лестница, на конце которой стоит человек массой 60 кг. Вся система находится в воздухе в положении равновесия. Какова будет скорость воздушного шара, если человек перемещается по лестнице со скоростью 0,15 м/с?
Задача подобного плана уже есть на сайте, но, как говориться: «Повторение — мать учения».
В основе решения задачи лежит «Закон сохранения импульса». То есть для начала, согласно алгоритму, выполняем рисунок, изображая начальное и конечное состояние системы.
В начальный момент система находилась в состоянии покоя.
Далее, человек поднимается вверх с некоторой скоростью, а воздушный шар опускается вниз. При этом, скорости человека и воздушного шара записываем в системе отсчёта, связанной с Землёй. Тогда для закона сохранения импульса имеем: где М — масса воздушного шара, m — масса человека.
Импульсы воздушного шара и человека равны по модулю и противоположны по направлению.
Из этого уравнения осталось выразить неизвестную величину — скорость воздушного шара. В итоге получаем формулу:
Остаётся подставить численные значения физических величин и получить числовой ответ. Скорость воздушного шара составит 0,03 м/с или 3 см/с.
Важно! Формулу закона сохранения импульса записываем в системе отсчёта, связанной с Землёй.