Задача 1
Условие
Вдоль оси 
движется тело массой 
со скоростью 
. Вдоль направления движения действует сила 
в течение времени
. Определите скорость тела после окончания действия этой силы.
Рис. 1. Иллюстрация к задаче 1
Решение
Для решения этой задачи в первую очередь важно вспомнить о том, что такое импульс.
Импульс тела равен произведению массы тела на его скорость:
Вспоминая, что импульс силы – это изменение импульса тела, запишем следующее выражение:
Рис. 2. Выбор системы отсчета
Теперь уравнение согласуем с выбранной системой отсчета. Сила 
при проекции на ось будет с положительным знаком, а значит:
Затем, преобразовав это уравнение, выделив из него ту скорость, которую нужно определить, запишем следующее выражение:
Ответ: 
.
Пример оформления задачи:
Рис. 3. Оформление решения задачи 1
Задача 2
Условие
Тележка с человеком на ней движется вдоль прямой со скоростью 
. Человек спрыгивает с тележки в горизонтальном направлении, противоположном направлению движения тележки, со скоростью 
относительно Земли. Определите скорость тележки после того, как с нее спрыгнул человек (
). Масса человека в 1,5 раза больше, чем масса тележки (
).
Рис. 4. Иллюстрация к задаче 2
Решение
Рис. 5. Выбор системы отсчета
В первом случае и тележка, и человек едут вместе, значит, скорость у них одинакова. Для данной системы отсчета, связанной с осью , запишем следующее выражение:
Затем, когда человек спрыгивает с тележки, импульс этих двух тел можно записать следующим образом:
Знак минус показывает, что скорость человека направлена в противоположную сторону, а скорость тележки со знаком плюс будет направлена в ту же сторону, что и первоначальная скорость, т. е. вдоль оси .
Записав эти выражения для начального состояния и состояния после взаимодействия, воспользуемся законом сохранения импульса.
По закону сохранения импульса, импульс в первом случае будет равен импульсу во втором случае: 
..
Запишем это соотношение:
Скорость и нужно определить. Выразим массу человека через массу тележки:
Массу 
мы можем вынести за скобку и сократить:
Подставляя значения для скоростей, получаем ответ: 
.
Ответ: 
.
Эта задача хорошо иллюстрирует реактивное движение. Человек, который спрыгнул с тележки в противоположную сторону, увеличил скорость самой тележки. Не правда ли, это хорошо сочетается с тем, как из ракеты вырываются с некоторой скоростью газы и придают дополнительную скорость оболочке, т. е. самой ракете (рис. 6)?
Рис. 6. Реактивное движение
Список литературы
- Лукашик В.И., Иванова В.Е. Сборник задач по физике. 7-9 класс. – М.: Просвещение, 2011.
- Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. Для 9-11 классов ср. школы. – М.: Просвещение, 1992.
- Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е издание, передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Интернет-портал «eduspb.com» (Источник)
- Интернет-портал «physics.ru» (Источник)
- Интернет-портал «class-fizika.narod.ru» (Источник)
Домашнее задание
1. Автомобиль резко затормозил после дорожного знака, и тормозной путь оказался равным 10 м. Нарушил ли правила водитель автомобиля, если коэффициент сопротивления движению равен 0,5, а дорожный знак был таким (см. рис)?
2. С плота массой 200 кг, который двигался со скоростью 1 м/с, прыгнул человек массой 70 кг в горизонтальном направлении со скоростью 4 м/с. Какой будет скорость плота после прыжка человека, если он прыгнул в противоположную сторону движения плота?
3. Определите, с какой скоростью должен лететь мяч массой 500 г, чтобы его импульс был равен импульсу пули массой 5 г, летящей со скоростью 600 м/с?
