2017-11-12
К пристани причаливают две одинаковые лодки. Лодочники подтягиваются к берегу с помощью веревок. Противоположный конец первой веревки привязан к столбу на пристани, за противоположный конец второй веревки тянет матрос, стоящий на пристани. Все трое прилагают одинаковые усилия. Какая лодка причалит раньше?
Решение. Так как все матросы прилагают одинаковые силы и в первом случае веревку выбирает один матрос, а во втором— двое, то во втором случае лодка должна двигаться быстрее.
Но можно рассудить иначе. Так как все матросы прилагают одинаковые силы, то во втором случае лодку тянут матросы поочередно: когда веревку выбирает первый, то второй только держит ее, когда веревку выбирает второй, то ее удерживает первый. Если же они одновременно выбирают веревку, прилагая прежнюю силу, то каждый из них сообщает лодке импульс (скорость), равный половине того, который сообщался в первом случае. Таким образом, лодки причалят одновременно. В каком из решений допущена ошибка?
Решение:
В первом решении не учтено то обстоятельство, что столб «тянет» конец веревки с такой же силой, с какой ее тянет (вернее, удерживает) матрос, стоящий на пристани. А если ко всем концам веревок прилагаются Одинаковые силы, то оба случая идентичны и лодки должны причалить одновременно.
Если бы оба матроса выбирали веревку с одинаковой скоростью, равной скорости движения лодки в первом случае, то их лодка, конечно, двигалась бы вдвое быстрее, но усилие, которое прилагал бы каждый, было вдвое больше того, которое необходимо, чтобы просто удерживать конец веревки, когда другой тянет ее с некоторой силой.