Вопрос: Вагон массой 25 т движется со скоростью 2 м/с и сталкивается с неподвижной платформой массой 15 т. Какова будет скорость совместного движения вагона и платформы после срабатывания автосцепки?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса физика 11 класс вагон масса скорость вагона столкновение неподвижная платформа масса платформы автосцепка скорость совместного движения закон сохранения импульса механика динамика задачи по физике Новый

Для решения данной задачи используем закон сохранения импульса. Импульс системы остается постоянным, если на нее не действуют внешние силы. В данном случае, мы рассматриваем систему из вагона и платформы, где вагон движется, а платформа находится в покое.

Шаги решения:

1. Определим исходные данные:
• Масса вагона (m1) = 25 т = 25000 кг
• Скорость вагона (v1) = 2 м/с
• Масса платформы (m2) = 15 т = 15000 кг
• Скорость платформы (v2) = 0 м/с (платформа неподвижна)
2. Рассчитаем импульс системы до столкновения:

Импульс (P) определяется как произведение массы на скорость. Для системы до столкновения импульс будет равен:

P_initial = m1 * v1 + m2 * v2 = 25000 кг * 2 м/с + 15000 кг * 0 м/с = 50000 кг·м/с.

3. Определим импульс системы после столкновения:

После срабатывания автосцепки вагон и платформа будут двигаться вместе с одной общей скоростью (v'). Масса совместного тела будет равна сумме масс вагона и платформы:

m_total = m1 + m2 = 25000 кг + 15000 кг = 40000 кг.

Импульс после столкновения будет равен:

P_final = m_total * v' = 40000 кг * v'.

4. Применим закон сохранения импульса:

Согласно закону сохранения импульса, импульс до столкновения равен импульсу после столкновения:

P_initial = P_final.

Таким образом, мы можем записать уравнение:

50000 кг·м/с = 40000 кг * v'.

5. Решим уравнение для нахождения скорости v':

v' = 50000 кг·м/с / 40000 кг = 1.25 м/с.

Ответ: Скорость совместного движения вагона и платформы после срабатывания автосцепки составит 1.25 м/с.