Fizikalna naloga

Čoln z veslačema tvori zaprt sistem. Ker sistem na začetku miruje in nanj ne deluje nobena zunanja sila, se lega težišča ohranja. Označimo M = 80 kg, m = 60 kg in L = 7 m.

1) Recimo, da izhodišče lege postavimo na začetno mesto lažjega veslača. Potem leži težišče sistema pri
(m * 0 + M * L) / (m + M) = 4 m.
Ko se veslača zamenjata, se težišče premakne na
(M * 0 + m * L) / (M + m) = 3 m.
Razlika je torej 1 m.

2) Premik je v tem primeru odvisen od tega, kateri veslač se premakne. Če se presede težji veslač, je premik večji kot v obratnem primeru. Če težji veslač pride k lažjemu, ki sedi na legi 0 m, je novo težišče pri 0 m. Premik glede na začetno težišče, ki smo ga izračunali v prejšnji točki, znaša 4 m. Če lažji veslač prisede k težjemu, ki sedi na legi 7 m, je novo težišče pri 7 m. Premik glede na začetno težišče v tem primeru znaša 3 m.

3) Začetna gibalna količina je enaka nič. Hitrost težjega veslača v_M in hitrost lažjega veslača v_m zapisujemo glede na vodo. Upoštevamo zakon o ohranitvi gibalne količine.
0 = M * v_M + m * v_m
v_M - v_m = 2.8 m/s
To je linearni sistem dveh enačb, ki ga rešimo za v_M in v_m. Hitrost čolna je enaka hitrosti lažjega veslača, ki je ostal na čolnu.
v_m = -2.8 m/s * M / (M + m) = -1.6 m/s
Minus je v rezultatu zato, ker se čoln giblje v nasprostno smer od težjega veslača.

Ja.