Ένας αστροναύτης 81 kg που επιπλέει στο διάστημα ρίχνει ένα βράχο 5,9 στα 5,3 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Πόσο γρήγορα μετακινείται προς τα πίσω;

Δείτε πώς μπορείτε να λύσετε αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας την αρχή της διατήρησης της ορμής:

Κατανόηση των εννοιών

* ορμή: Η ορμή είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται ως μάζα (m) πολλαπλασιασμένη με ταχύτητα (v):p =m * v

* Διατήρηση της ορμής: Σε ένα κλειστό σύστημα (όπως ο χώρος χωρίς εξωτερικές δυνάμεις), η συνολική ορμή πριν από ένα συμβάν είναι ίση με τη συνολική ορμή μετά το συμβάν.

Ρύθμιση του προβλήματος

1. Αρχική ορμή: Ο αστροναύτης και ο βράχος είναι αρχικά σε ηρεμία, οπότε η συνολική αρχική τους ορμή είναι 0.

2. Τελική ορμή: Μετά τη ρίψη, ο βράχος έχει ορμή (m_rock * v_rock), και ο αστροναύτης έχει ορμή (m_astronaut * v_astronaut).

Εφαρμογή διατήρησης της ορμής

* Αρχική ορμή =Τελική ορμή

* 0 =(m_rock * v_rock) + (m_astronaut * v_astronaut)

Επίλυση για την ταχύτητα του αστροναύτη

1. Αναδιατάξτε την εξίσωση:

v_astronaut =- (m_rock * v_rock) / m_astronaut

2. Συνδέστε τις τιμές:

v_astronaut =- (5.9 kg * 5.3 m / s) / 81 kg

3. Υπολογίστε:

v_astronaut ≈ -0,38 m/s

Η απάντηση

Ο αστροναύτης κινείται προς τα πίσω σε περίπου 0,38 μέτρα ανά δευτερόλεπτο . Το αρνητικό σημάδι υποδεικνύει ότι ο αστροναύτης κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση του πετρωμένου βράχου.