问题
计算题
两只小船逆向航行,航线邻近.在两船首尾相齐时,由每只船上各自向对方放置一质量为m="50" kg的麻袋,结果载重较小的船停了下来,另一船则以v=8.5 m/s的速度沿原方向航行.设两只船及船上载重量分别为m1=500 kg,m2=1 000 kg.问交换麻袋前各船的速率是多大?(水的阻力不计)
答案
v1=1 m/s,v2=9 m/s.
每只船向对方放置麻袋过程中不会影响本船的速度,船速之所以发生变化,是接受了对方的麻袋并与之发生相互作用的结果.若选抛出麻袋后的此船与彼船扔来的麻袋所组成的系统为研究对象,在水的阻力不计的情况下,系统动量守恒.分别以各船原航行方向为正方向,则
对轻船系统有(m1-m)v1-mv2=0 ①
即(500-50)v1-50v2=0
对重船系统有(m2-m)v2-mv1=(m2-m+m)v ②
即(1 000-50)v2-50v1=1 000×8.5
解之可得:v1=1 m/s,v2=9 m/s.