Какой будет вес тяжелоатлета, когда он осуществляет становую тягу, если его масса составляет 120 кг, а масса штанги

Для решения этой задачи нам понадобится использовать два основных физических закона: закон всемирного тяготения и закон сохранения импульса.

Закон всемирного тяготения гласит, что каждое тело притягивается к другому телу силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между их центрами масс.

Закон сохранения импульса гласит, что в закрытой системе сумма импульсов всех тел остается неизменной.

Теперь давайте перейдем к решению задачи:

1. Предположим, что масса штанги, на которой осуществляется становая тяга, составляет \(m_{\text{штанги}}\).

2. Задача говорит, что масса тяжелоатлета составляет 120 кг, то есть \(m_{\text{тяжелоатлета}} = 120 \, \text{кг}\).

3. Пусть \(F_{\text{тяжелоатлета}}\) - сила, с которой тяжелоатлет притягивает штангу.

4. По закону всемирного тяготения, притяжение тяжелоатлета на штангу будет равно:
\[F_{\text{тяжелоатлета}} = G \cdot \frac{m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot m_{\text{штанги}}}{r^2},\]
где \(G\) - гравитационная постоянная, \(r\) - расстояние между центрами масс тяжелоатлета и штанги.

5. По закону сохранения импульса:
\[m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot v_{\text{тяжелоатлета}} = (m_{\text{тяжелоатлета}} + m_{\text{штанги}}) \cdot v_{\text{конечная}},\]
где \(v_{\text{тяжелоатлета}}\) - начальная скорость тяжелоатлета перед тягой, \(v_{\text{конечная}}\) - конечная скорость после тяги.

6. Поскольку тяжелоатлет начинает с нулевой скоростью (\(v_{\text{тяжелоатлета}} = 0\)), формула упрощается до:
\[0 = (m_{\text{тяжелоатлета}} + m_{\text{штанги}}) \cdot v_{\text{конечная}}.\]

7. Из этого соотношения мы можем заключить, что конечная скорость тяжелоатлета после тяги равна нулю (\(v_{\text{конечная}} = 0\)).

8. Заменяем эту информацию в формулу для силы, получаем:
\[F_{\text{тяжелоатлета}} = G \cdot \frac{m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot m_{\text{штанги}}}{r^2} = m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot g,\]
где \(g\) - ускорение свободного падения.

9. Теперь мы можем решить этое уравнение относительно \(m_{\text{штанги}}\), выражая ее через известные значения:
\[m_{\text{штанги}} = \frac{F_{\text{тяжелоатлета}}}{m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot g}.\]

10. Подставляем известные значения: \(m_{\text{тяжелоатлета}} = 120 \, \text{кг}\), \(F_{\text{тяжелоатлета}} = m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot g\).

11. Масса штанги будет равна:
\[m_{\text{штанги}} = \frac{m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot g}{m_{\text{тяжелоатлета}} \cdot g} = 1.\]

Таким образом, масса штанги будет равна 1 кг.