Здравствуйте, Нина Дмитриевна!
Вспоминаем Закон сохранения импульса (ЗСИ), его можно найти в учебнике по физике (например в "Физика в средней школе" АксеновичЛА, РакинаНН, ФариноКС
Ссылка ) на стр 54. Согласно ЗСИ мы можем записать уравнение:
M·V + m·v = (M+m)·V
0 = 0 , где M и V масса и скорость человека на коньках после броска, m и v - скорость мячика после броска, V
0 = 0 скорость человека с мячём до броска.
Из выше-закона получим скорость человека после броска: V = -m·v / M
Кинетическая энергия человека W = M·V
2 / 2 = M·(m·v / M)
2 / 2 = (m·v)
2 / (2·M) превращается в работу сил трения. Из этой формулы хорошо видно, что если массу m мяча уменьшить в N раз, то W уменьшится в N
2 раз.
С уменьшением W уменьшатся соответственно и работа силы трения, и расстояние, на которое переместится конькобежец.
Потенциальную энергия мяча вычисляем по формуле P = m·g·h , где h - высота мяча над уровнем земли, g - ускорение земного тяготения. Из этой формулы делаем вывод, что когда мяч уже упал (h = 0), то его потенциальная энергия равна нулю НЕзависимо от массы мяча. Но в момент броска (или сразу после броска) потенциальная энергия малого мяча будет конечно меньше, чем у массивного мяча.
Таким образом, если массу мяча уменьшить, то
А) работа силы трения уменьшится,
Б) расстояние отката человека уменьшится,
В) потенциальная энергия упавшего мяча не изменится, потенциальная энергия только-что-брошенного мяча уменьшится.