Какова будет скорость тележки с человеком, если человек массой m1 = 70 кг движется со скоростью v1 = 9 км/час и догоняет тележку массой m2 = 190 кг, которая движется со скоростью v2 = 3,6 км/час, и затем вскакивает на нее?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса скорость тележки физика 11 класс закон сохранения импульса масса человека тележка с человеком движение тележки скорость движения физические задачи расчет скорости физика для школьников Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения, если на нее не действуют внешние силы.

Сначала преобразуем скорости из километров в час в метры в секунду, так как это более удобная единица измерения для физических расчетов:

• v1 = 9 км/ч = 9 * (1000 м / 3600 с) = 2.5 м/с
• v2 = 3.6 км/ч = 3.6 * (1000 м / 3600 с) = 1 м/с

Теперь найдем импульс до столкновения:

• Импульс человека (m1 * v1):
• Импульс тележки (m2 * v2):

Импульс человека:

p1 = m1 * v1 = 70 кг * 2.5 м/с = 175 кг·м/с

Импульс тележки:

p2 = m2 * v2 = 190 кг * 1 м/с = 190 кг·м/с

Теперь найдем общий импульс системы до столкновения:

p_total_before = p1 + p2 = 175 кг·м/с + 190 кг·м/с = 365 кг·м/с

После того как человек вскакивает на тележку, их массы суммируются:

m_total = m1 + m2 = 70 кг + 190 кг = 260 кг

Теперь мы можем найти скорость системы (тележка + человек) после столкновения, используя закон сохранения импульса:

Импульс после столкновения равен:

p_total_after = m_total * v_after

По закону сохранения импульса:

p_total_before = p_total_after

Подставим известные значения:

365 кг·м/с = 260 кг * v_after

Теперь решим уравнение для v_after:

v_after = 365 кг·м/с / 260 кг ≈ 1.4038 м/с

Чтобы преобразовать скорость обратно в километры в час:

v_after = 1.4038 м/с * (3600 с / 1000 м) ≈ 5.05 км/ч

Ответ: Скорость тележки с человеком после того, как он вскакивает на нее, составит примерно 5.05 км/ч.