Гайка была завинчена на заводе при автоматического гаечного ключа, обеспечивающего заданный момент силы. Станок был отрегулирован так, что момент силы при закручивании гаек составлял 100 Нм. Вася может оторвать от пола груз максимальной массой 50 кг. Гаечный ключ какой минимальной длины необходимо взять Васе для того, чтобы отвернуть
завинченную на заводе гайку? Ускорение свободного падения равно 10 Н/кг.

По закону сохранения импульса составим уравнение: 
   (m₀ + mₓ)· υ = m₀ · 1,01υ + mₓ · 0,97υ
  m₀ · υ + mₓ· υ = m₀ · 1,01υ + mₓ · 0,97υ
m₀ · υ + mₓ· υ - m₀ · 1,01υ - mₓ · 0,97υ = 0
             -0,01m₀ · υ - 0,03mₓ · υ = 0
               υ · (-0,01m₀ + 0,03mₓ) = 0
υ = 0;          -0,01m₀ + 0,03mₓ = 0
                     0,03mₓ = 0,01m₀
           mₓ = 0,33m₀ или  mₓ = m₀/3

p.s. cкажете откуда взял 0,97υ? да и ещё со знаком "+"?      
Для тех кто на бронепоезде: - Хорошо понятое условие задачи, на половину решённая задача!)
Читаем условие: "После отбрасывания последней ступени его скорость
стала равной 1, 01 v, при этом отделившаяся ступень удаляется относительно корабля со скоростью 0, 04 v. Делаем акцент на слово "относительно": 
Скорость с которой фактически движется последняя отделившаяся ступень будет: 
      0,04·υ - 1,01·υ = - 0,97·υ - дальше математика!

1)

Запишем законы:
сохранения испульса ЗСИ,
сохранения энергии ЗСЭ
и сохранения момента импульса ЗСМИ :

mvo = mv + MV     – ЗСИ, где vo, v и V – начальная скорость шарика и конечные скорости шарика и центра масс стержня;

mvo²/2 = mv²/2 + MV²/2 + Jω²/2     – ЗСЭ, где ω – угловая скорость вращения стержня с моментом инерции J = ML²/12  ;

mrvo = mrv + Jω     – ЗСМИ , где r – расстояние от середины стержня до точки удара;

Из ЗСМИ и ЗСМ:

MV = Jω/r ;

M²V² = J²ω²/r² ;

MV² = J²ω²/[Mr²] ;

Тогда можно переписать ЗСЭ и ЗСМИ так:

m ( vo² – v² ) = Jω² ( 1 + J/[Mr²] ) ;     ЗСЭ *

m ( vo – v ) = Jω/r ;     ЗСМИ *

Разделим:

vo + v = ωr ( 1 + J/[Mr²] ) ;    || * m

Сложим с ЗСМИ * :

2mvo = mωr ( 1 + J/[Mr²] ) + Jω/r = ω ( mr ( 1 + J/[Mr²] ) + J/r ) =
= ω ( mr + ( 1 + m/M )J/r ) = ω ( mr + (M+m)L²/[12r] ) ;

ω(r) = 2vo/[ r + (1+M/m)L²/(12r) ] ;

Найдём экстремум ω(r) , решив уравнение: dω/dr = 0 ;

dω/dr = 2vo ( (1+M/m)L²/[12r²] – 1 ) / ( r + (1+M/m)L²/[12r] )² = 0 ;

Ясно, что при r² < (1+M/m)L²/12    :     ω(r) – растёт, а затем – падает.

Итак: r(ωmax) = L/2 √[(1+M/m)/3] ) ;

Что верно пока соотношения масс M ≤ 2m, и если M=2m то r(ωmax) = L/2,
т.е. шарик при таком соотношени должен попасть в конец стержня.

Если же M > 2m, то, пскольку r не может быть больше L/2, то
значит, r(ωmax) = L/2 ;

ОТВЕТ:

Если M ≤ 2m, то r(ωmax) = L/2 √[(1+M/m)/3] ) ;

Если M ≥ 2m, то r(ωmax) = L/2 ;

2)

Из полученного импульса p легко найти скорость центра масс:

p = mv;

v = p/m ;

Уравнение движения центра масс S(t) = vt = [p/m] t ;     [1]

Стержень получает момент импульса относительно центар масс – pL/2, откуда легко найти угловую скорость ω :

pL/2 = Jω     – где J = mL²/12 – момент инерции стержня относительно центра масс ;

ω = pL/[2J] = 6p/[mL] ;

Уравнение вращения φ(t) = ωt = [6p/mL] t ;     [2]

Делим [1] на [2] и получаем:

S(t)/φ(t) = [p/m]/[6p/mL] = L/6 ;

S(φ) = Lφ/6 ;

При полном обороте φ = 2π ;

S(2π) = πL/3 ;

ОТВЕТ: S(2π) = [π/3] L .