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?
Физика10 классЗаконы сохранения импульсаскорость тележкимальчик на тележкефизиказакон сохранения импульсамассы телдвижение тележкистолкновение телрасчет скоростифизические задачимеханика
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.
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:
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.