Какова будет скорость тележки и мальчика после того, как мальчик массой 50 кг вскакивает на тележку массой 60 кг, если они двигались навстречу друг другу со скоростями 3 м/с и 5 м/с?

Физика 10 класс Законы сохранения импульса скорость тележки мальчик на тележке физика закон сохранения импульса массы тел движение тележки столкновение тел расчет скорости физические задачи механика Новый

Чтобы найти скорость тележки и мальчика после того, как мальчик вскакивает на тележку, мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения, если внешние силы отсутствуют.

Шаг 1: Найдем импульсы до столкновения.

• Импульс тележки (P1): P1 = m1 * v1, где m1 - масса тележки, v1 - скорость тележки.
• Импульс мальчика (P2): P2 = m2 * v2, где m2 - масса мальчика, v2 - скорость мальчика.

Масса тележки (m1) = 60 кг, скорость тележки (v1) = 5 м/с (вправо, будем считать положительным направлением).

Масса мальчика (m2) = 50 кг, скорость мальчика (v2) = -3 м/с (влево, поэтому скорость отрицательная).

Теперь подставим значения:

• P1 = 60 кг * 5 м/с = 300 кг·м/с.
• P2 = 50 кг * (-3 м/с) = -150 кг·м/с.

Шаг 2: Найдем общий импульс до столкновения.

Общий импульс (P) = P1 + P2 = 300 кг·м/с - 150 кг·м/с = 150 кг·м/с.

Шаг 3: Найдем массу системы после столкновения.

Общая масса (M) = масса тележки + масса мальчика = 60 кг + 50 кг = 110 кг.

Шаг 4: Найдем скорость системы после столкновения (V).

По закону сохранения импульса: P = M * V.

Следовательно, V = P / M = 150 кг·м/с / 110 кг.

Шаг 5: Рассчитаем скорость.

V = 150 / 110 ≈ 1.36 м/с.

Таким образом, скорость тележки и мальчика после того, как мальчик вскакивает на тележку, составит примерно 1.36 м/с в сторону движения тележки.