Похожие вопросы
2025-01-22 09:14:22
1. Человек массой 60 кг бежит со скоростью 18 км/ч и догоняет тележку массой 20 кг, которая движется со скоростью 1 м/с. Если человек вскакивает на тележку, с какой скоростью она будет двигаться после этого?
Каков импульс человека до взаимодействия с тележкой?
Каков импульс тележки до взаимодействия с человеком?
Какова скорость тележки после взаимодействия?
Физика 11 класс Законы сохранения импульса физика 11 класс импульс скорость масса Движение тележка человек взаимодействие физические задачи кинематика
2025-01-22 09:14:37
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы сохраняется, если на нее не действуют внешние силы. В данном случае, мы можем считать, что взаимодействие человека и тележки происходит быстро и внешние силы (например, сопротивление воздуха) незначительны.
Шаг 1: Преобразование скоростей
Сначала нам нужно преобразовать скорость человека из километров в час в метры в секунду, так как скорость тележки уже дана в метрах в секунду. Для этого воспользуемся формулой:
1 км/ч = 0.27778 м/с
Следовательно, скорость человека:
- 18 км/ч * 0.27778 = 5 м/с
Теперь у нас есть следующие данные:
- Масса человека (m1) = 60 кг
- Скорость человека (v1) = 5 м/с
- Масса тележки (m2) = 20 кг
- Скорость тележки (v2) = 1 м/с
Шаг 2: Рассчитаем импульсы до взаимодействия
Импульс рассчитывается по формуле:
Импульс (P) = масса (m) * скорость (v)
Импульс человека до взаимодействия:
- P1 = m1 * v1 = 60 кг * 5 м/с = 300 кг·м/с
Импульс тележки до взаимодействия:
- P2 = m2 * v2 = 20 кг * 1 м/с = 20 кг·м/с
Шаг 3: Найдем общий импульс до взаимодействия
Общий импульс системы до взаимодействия:
- Pобщий = P1 + P2 = 300 кг·м/с + 20 кг·м/с = 320 кг·м/с
Шаг 4: Рассчитаем скорость после взаимодействия
После того как человек вскакивает на тележку, их общая масса будет равна:
- mобщая = m1 + m2 = 60 кг + 20 кг = 80 кг
Согласно закону сохранения импульса, импульс до взаимодействия равен импульсу после взаимодействия. Обозначим скорость тележки после взаимодействия как v3:
- Pобщий = mобщая * v3
Подставим известные значения:
- 320 кг·м/с = 80 кг * v3
Теперь найдем v3:
- v3 = 320 кг·м/с / 80 кг = 4 м/с
Итак, итоговые результаты:
- Импульс человека до взаимодействия: 300 кг·м/с
- Импульс тележки до взаимодействия: 20 кг·м/с
- Скорость тележки после взаимодействия: 4 м/с
