Какова скорость тележки, если мальчик массой 50 кг бежал со скоростью 5 м/с, а тележка массой 100 кг двигалась со скоростью 2 м/с?

Физика 10 класс Законы сохранения импульса скорость тележки физика закон сохранения импульса масса Движение задачи по физике механика расчет скорости тележка мальчик Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом, используя закон сохранения импульса.

Дано:

• Масса мальчика (m1) = 50 кг
• Скорость мальчика (V1) = 5 м/с
• Масса тележки (m2) = 100 кг
• Скорость тележки (V2) = 2 м/с

Задача: Найти скорость (V) тележки после того, как мальчик запрыгнет на нее.

Шаг 1: Найдем импульс мальчика и тележки до взаимодействия.

• Импульс мальчика (P1) = m1 * V1 = 50 кг * 5 м/с = 250 кг·м/с
• Импульс тележки (P2) = m2 * V2 = 100 кг * 2 м/с = 200 кг·м/с

Шаг 2: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до взаимодействия равна сумме импульсов после взаимодействия:

P1 + P2 = P3

Где P3 - это импульс системы (мальчик и тележка) после того, как мальчик запрыгнул на тележку.

Шаг 3: Найдем общий импульс до взаимодействия.

• Общий импульс до взаимодействия: P1 + P2 = 250 кг·м/с + 200 кг·м/с = 450 кг·м/с

Шаг 4: Найдем скорость системы после взаимодействия.

После того как мальчик запрыгивает на тележку, общая масса системы (мальчик + тележка) будет равна:

• Общая масса (M) = m1 + m2 = 50 кг + 100 кг = 150 кг

Используя закон сохранения импульса, мы можем выразить скорость системы (V) после взаимодействия:

P3 = M * V

Отсюда следует:

V = P3 / M = 450 кг·м/с / 150 кг = 3 м/с

Ответ: Скорость тележки после того, как мальчик запрыгнул на нее, составит 3 м/с.