Электровоз массой 180 тонн, движущийся по инерции с выключенными двигателями со скоростью 0,5 м/с, подбирается к неподвижному вагону и продолжает движение вместе с ним. Какова масса вагона, если скорость локомотива уменьшилась до 0,4 м/с? При этом трением локомотива и вагона о рельсы пренебречь.

Физика 8 класс Законы сохранения импульса электровоз масса вагон скорость физика 8 класс инерция Движение трение закон сохранения импульса Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, если на систему не действуют внешние силы, то её импульс до взаимодействия будет равен импульсу после взаимодействия.

Давайте обозначим:

• m1 - масса электровоза = 180 тонн = 180000 кг
• v1 - начальная скорость электровоза = 0,5 м/с
• m2 - масса вагона (которую мы хотим найти)
• v2 - начальная скорость вагона = 0 м/с (он неподвижен)
• v' - конечная скорость системы (электровоз + вагон) после столкновения = 0,4 м/с

Теперь запишем уравнение для сохранения импульса:

Импульс до столкновения = Импульс после столкновения

Импульс до столкновения:

• Импульс электровоза = m1 * v1 = 180000 кг * 0,5 м/с = 90000 кг·м/с
• Импульс вагона = m2 * v2 = m2 * 0 = 0

Итак, общий импульс до столкновения равен 90000 кг·м/с.

Импульс после столкновения:

Общий импульс после столкновения будет равен сумме импульсов электровоза и вагона:

(m1 + m2) * v' = (180000 кг + m2) * 0,4 м/с

Теперь приравняем импульсы до и после столкновения:

90000 кг·м/с = (180000 кг + m2) * 0,4 м/с

Раскроим скобки:

90000 = 72000 + 0,4 * m2

Теперь выразим m2:

90000 - 72000 = 0,4 * m2

18000 = 0,4 * m2

m2 = 18000 / 0,4

m2 = 45000 кг

Таким образом, масса вагона составляет 45000 кг, что равно 45 тоннам.

Ответ: Масса вагона равна 45 тонн.