Какова скорость человека, который совершил прыжок с тележки массой 120 кг, движущейся по рельсам без трения со скоростью 6 м/с, если после его прыжка скорость тележки снизилась до 5 м/с, а масса человека составляет 80 кг?

Физика 10 класс Закон сохранения импульса скорость человека прыжок с тележки масса тележки масса человека физика закон сохранения импульса движение по рельсам скорость тележки расчет скорости физические задачи Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, если на систему не действуют внешние силы, то её импульс сохраняется.

Обозначим:

• m1 = 120 кг - масса тележки;
• v1 = 6 м/с - начальная скорость тележки;
• m2 = 80 кг - масса человека;
• v2 - скорость человека после прыжка;
• v1' = 5 м/с - конечная скорость тележки после прыжка.

Сначала найдем общий импульс системы до прыжка:

1. Импульс тележки до прыжка: p1 = m1 * v1 = 120 кг * 6 м/с = 720 кг·м/с.
2. Импульс человека до прыжка: p2 = 0, так как он находится на тележке и не движется относительно неё.
3. Общий импульс до прыжка: p_total_initial = p1 + p2 = 720 кг·м/с + 0 = 720 кг·м/с.

Теперь найдем общий импульс системы после прыжка:

1. Импульс тележки после прыжка: p1' = m1 * v1' = 120 кг * 5 м/с = 600 кг·м/с.
2. Импульс человека после прыжка: p2' = m2 * v2 = 80 кг * v2.
3. Общий импульс после прыжка: p_total_final = p1' + p2' = 600 кг·м/с + 80 кг * v2.

Согласно закону сохранения импульса, общий импульс до прыжка равен общему импульсу после прыжка:

720 кг·м/с = 600 кг·м/с + 80 кг * v2.

Теперь решим это уравнение для v2:

1. Переносим 600 кг·м/с на левую сторону: 720 кг·м/с - 600 кг·м/с = 80 кг * v2.
2. 120 кг·м/с = 80 кг * v2.
3. Теперь делим обе стороны на 80 кг: v2 = 120 кг·м/с / 80 кг = 1.5 м/с.

Ответ: Скорость человека после прыжка составляет 1.5 м/с.