13. Мальчик массой 40 кг, стоя на коньках на льду, бросает вперед груз со скоростью 2 м/с. Найдите массу этого груза, если в момент броска мальчик откатился со скоростью 80 см/с.

Дано:

m_{мальчика} = 40 кг

v_груза = 2 м/с

v_{мальчика} = 80 см/с = 0.8 м/с

Найти:

m_груза

Решение:

Применим закон сохранения импульса. До броска суммарный импульс равен нулю (мальчик и груз покоятся).

Импульс после броска: P_после = m_{мальчика} * v_{мальчика} + m_груза * v_груза.

По закону сохранения импульса: P_до = P_после.

0 = m_{мальчика} * v_{мальчика} + m_груза * v_груза.

m_груза * v_груза = - m_{мальчика} * v_{мальчика}.

m_груза = - (m_{мальчика} * v_{мальчика}) / v_груза.

m_груза = - (40 кг * 0.8 м/с) / 2 м/с = -32 кг·м/с / 2 м/с = -16 кг.

Знак минус указывает на противоположные направления движения мальчика и груза. Масса груза положительна.

Ответ: Масса груза составляет 16 кг.