Какую скорость будет иметь лодка, если охотник массой 80 кг стреляет из карабина с движущейся лодки массой 120

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса. Перед выстрелом, система "лодка-охотник" находится в покое, поэтому их общий импульс равен нулю. После выстрела, общий импульс системы также должен оставаться равным нулю.

Используя формулу импульса \( P = m \cdot v \), где \( P \) - импульс, \( m \) - масса, \( v \) - скорость, мы можем рассчитать скорость лодки после выстрела.

Изначально, масса охотника равна 80 кг, масса лодки равна 120 кг и их импульс равен нулю. После выстрела, пуля с массой 20 грамм (0,02 кг) вылетает со скоростью 800 м/с. Мы обозначим скорость лодки после выстрела как \( V \).

Таким образом, импульс лодки и охотника после выстрела также должен быть равен нулю:

\( (120 \, \text{кг} \cdot V) + (80 \, \text{кг} \cdot (-V)) + (0,02 \, \text{кг} \cdot (-800 \, \text{м/с})) = 0 \)

Учитывая то, что \( -V \) и \( -800 \, \text{м/с} \) обозначают скорости в противоположном направлении, мы можем решить это уравнение:

\( 120V - 80V - 0,016 = 0 \)

\( 40V = 0,016 \)

\( V = 0,016 / 40 \)

\( V = 0,0004 \, \text{м/с} \)

Таким образом, скорость лодки после выстрела будет равна \( 0,0004 \, \text{м/с} \) в противоположную сторону ее движению до выстрела.

Теперь давайте построим диаграмму скорости системы "лодка-охотник", чтобы наглядно представить изменение скорости лодки после выстрела.

На диаграмме горизонтальная ось будет представлять направление движения, а вертикальная ось – скорость.

Ось горизонтальная будет показывать направление движения лодки, и так как лодка движется вправо до выстрела, то на горизонтальной оси укажем положительное направление. Ось вертикальная покажет величину скорости. Для интуитивного представления изменения скорости, выберем несколько произвольных значений скорости от -0.05 до 0.05 м/с.

Теперь на левой стороне диаграммы укажем начальное положение системы: лодка и охотник стоят на месте, и их общая скорость равна 0.

Затем, рядом с исходной позицией системы, нарисуем стрелку, которая будет отображать вылет пули со скоростью 800 м/с влево.

После этого, нарисуем вектор скорости лодки после выстрела. Опустим стрелку, длина которой будет отражать величину скорости лодки \( 0,0004 \, \text{м/с} \), с обратной стороны исходной позиции системы. Таким образом, мы показываем, что лодка движется влево после выстрела.

Таким образом, диаграмма покажет, что лодка двигается вправо до выстрела, а затем после выстрела начинает двигаться влево со скоростью \( 0,0004 \, \text{м/с} \).

Пожалуйста, обратите внимание, что данные значения скоростей взяты для наглядности и не соответствуют масштабу или единицам измерения настоящей диаграммы. Диаграмма должна быть нарисована с учетом масштаба и соответствующих единиц измерения.