Уточнение деталей вопроса
Голкипер отбивает хоккейную шайбу массой m = 20 г, летящую горизонтально в ворота со скоростью 72 км/ч, изменяя её направление на противоположное
Ответ на вопрос
Для решения данной задачи необходимо использовать законы физики, а именно закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы тел остается неизменной при их взаимодействии. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость: p = m * v.
Закон сохранения энергии утверждает, что в замкнутой системе энергия сохраняется, то есть ее общая сумма не изменяется.
Изначально шайба имеет импульс p1 = m * v1, где m = 20 г (0,02 кг) — масса шайбы, v1 = 72 км/ч = 20 м/с — скорость шайбы. После отбивания шайбы голкипером, ее скорость изменяется на противоположную, то есть v2 = -20 м/с.
Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после взаимодействия должна оставаться неизменной. Таким образом, импульс голкипера после отбивания шайбы будет равен:
p3 = -p1 = -m * v1 = -0,02 кг * 20 м/с = -0,4 кг * м/с
Теперь рассмотрим закон сохранения энергии. Изначально шайба имеет кинетическую энергию:
E1 = (m * v1^2) / 2 = (0,02 кг * (20 м/с)^2) / 2 = 4 Дж
После отбивания шайбы голкипером, ее скорость изменяется на противоположную, то есть ее кинетическая энергия становится:
E2 = (m * v2^2) / 2 = (0,02 кг * (-20 м/с)^2) / 2 = 4 Дж
Таким образом, кинетическая энергия шайбы не изменилась.
Ответ: голкипер отбивает хоккейную шайбу массой m = 20 г, летящую горизонтально в ворота со скоростью 72 км/ч, изменяя ее направление на противоположное. После отбивания шайбы голкипером, ее скорость становится равной -20 м/с, а ее кинетическая энергия остается неизменной. Сумма импульсов до и после взаимодействия остается неизменной в соответствии с законом сохранения импульса.