برای حل این مسئله از اصل بقای اندازه حرکت (تکانه) استفاده میکنیم. قبل از پرتاب وزنه، مجموع تکانهها صفر است زیرا سیستم سکون کامل دارد. بعد از پرتاب وزنه نیز مجموع تکانهها باید صفر باشد.
فرض میکنیم:
- \( m_1 \) جرم پسر و تخته اسکیت که معادل \( 40 \, \text{kg} \) است.
- \( v_1 \) سرعتی که پسر و تخته اسکیت به دست میآورند.
- \( m_2 \) جرم وزنه که معادل \( 10 \, \text{kg} \) است.
- \( v_2 \) سرعت وزنه \(( 3 \, \text{m/s})\).
با توجه به بقای تکانه:
\( m_1 \times v_1 + m_2 \times v_2 = 0 \)
جاگذاری میکنیم:
\[ 40 \times v_1 + 10 \times (-3) = 0 \]
حل معادله:
\[ 40 v_1 - 30 = 0 \]
\[ 40 v_1 = 30 \]
\[ v_1 = \frac{30}{40} \]
\[ v_1 = 0.75 \, \text{m/s} \]
بنابراین، سرعت پسر و تخته اسکیت 0.75 متر بر ثانیه به سمت جلو خواهد بود. از بین گزینههای داده شده، این مقدار مطابقت ندارد. اگر گزینهها درست باشند و پاسخ در متن پنهان شده، ممکن است نیاز به بازبینی و دقت بیشتر در انتخاب پاسخ وجود داشته باشد.
