Задание 2177EF: Законы сохранения

Дано: масса дроби m=0,03 кг, её скорость u=360 м·с⁻¹, масса саней с охотником и ружьём M=120 кг. Найти модуль скорости отдачи V.
Систему отсчёта связываем с Землёй и считаем инерциальной. Размерами тел при описании их поступательного движения пренебрегаем. Все скорости рассматриваем относительно льда. Ось Ox направим по выстрелу, Oy — вверх. На сани действуют сила тяжести Mg и реакция льда N, обе вертикальны; горизонтальным трением пренебрегаем. На дробь действует сила тяжести. Давление при выстреле создаёт внутренние силы в системе «сани — охотник — ружьё — дробь».
Начальный импульс равен нулю. Сумма горизонтальных внешних сил также нулевая, поэтому:
0=mu+MVₓ.
Отсюда Vₓ=−muM, а модуль скорости отдачи V=muM.
Подстановка:
V=0,03 кг·360 м·с⁻¹120 кг=0,09 м·с⁻¹.
Сани движутся противоположно выстрелу. Кинетическая энергия возникла за счёт энергии порохового заряда; её начальное нулевое значение не сохраняется.
Проверка: импульс дроби равен 10,8 кг·м·с⁻¹, импульс саней равен −120·0,09=−10,8 кг·м·с⁻¹. Их сумма остаётся нулевой.

Ответ: 0,09 м·с⁻¹.