Слодки массой 120 кг, движущейся со скоростью 3 м/с, прыгает мальчик массой 45 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгнет с носа со скоростью 2 м/с?

m = pv, где р = 8930 кг/м^3 - плотность меди.   найдем объем v:

объем шаровой оболочки: v = (4п/3)(r1^3   -   r2^3), где r1 = 10 cm, r2=9 cm.

тогда масса шара:

m = (4пp/3)(r1^3 - r2^3)= 4*3,14*8930*(10^(-3) - 0,73*10^(-3))/3 = 10 кг

вес покоящегося шара: p=mg=100 н   (10 кг)

движение с горы - равноускоренное с ускорением а1. найдем его:

s= a1t^2/2,   a1 = (2s)/(t^2)

тогда скорость в конце горы:

v = a1t = 2s/t = 8 м/с.

движение по горизонтальному участку - равнозамедленное, с ускорением -а2

уравнения кинематики:

v-a2t2 = 0                                                         t2 = v/a2

s= vt2 - (a2t2^2)/2   из этой системы получим: s = v^2/2a2.

отсюда находим t2: t2 = 2s/v = 40/8 = 5 c.

общее время движения: t + t2 = 15 c.

средняя скорость по определению (весь путь поделить на все время):

vср = (s+s)/(t+t2) = 60 / 15 = 4м/с.

ответ: 8 м/с;   15 с;   4 м/с.

по закону сохранения энергии:

mgh + mv0^2/2 = mv^2/2

отсюда находим v:

v = кор(2gh+v0^2) = кор(225+400) = 25

ответ: 25 м/с.

s = (v + vo) * t / 2 = (8 + vo) * 20 /2 = 10 * (8 + vo) = 100

следовательно  vo = 100/10 - 8 = 2 м/с

                                                  а = (v - vo) / t = (2 - 8) / 20 = -0,3 м/с²