Какова масса тележки, если человек массой 60 кг, бежавший со скоростью 4 м/с, прыгнул в нее, и тележка начала двигаться со скоростью 1 м/с?

Физика 10 класс Законы сохранения импульса масса тележки человек 60 кг скорость 4 м/с тележка 1 м/с закон сохранения импульса физика задачи движение тележки система тележка человек импульс тела расчет массы тележки Новый

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, если на систему не действуют внешние силы, то общий импульс системы до взаимодействия равен общему импульсу после взаимодействия.

Давайте обозначим:

• m1 - масса человека (60 кг)
• v1 - скорость человека перед прыжком (4 м/с)
• m2 - масса тележки (неизвестна)
• v2 - скорость тележки до прыжка (0 м/с, так как она неподвижна)
• V - общая скорость системы (тележка + человек) после прыжка (1 м/с)

Теперь запишем закон сохранения импульса:

Импульс до прыжка:

• Импульс человека: m1 * v1 = 60 кг * 4 м/с = 240 кг·м/с
• Импульс тележки: m2 * v2 = m2 * 0 = 0

Таким образом, общий импульс до прыжка:

P_initial = 240 кг·м/с

Импульс после прыжка:

• Импульс всей системы (человек + тележка): (m1 + m2) * V = (60 кг + m2) * 1 м/с

Общий импульс после прыжка:

P_final = (60 + m2) * 1

По закону сохранения импульса:

P_initial = P_final

Подставим значения:

240 = (60 + m2) * 1

Теперь решим это уравнение:

1. 240 = 60 + m2
2. m2 = 240 - 60
3. m2 = 180 кг

Таким образом, масса тележки составляет 180 кг.