На концах длинной покоящейся тележки массой 100 кг стоят два мальчика массой по 50 кг каждый. Какова будет скорость тележки относительно земли, если мальчики начнут бегать навстречу друг другу со скоростями 8 м/с и 4 м/с относительно Земли? При этом трением тележки о землю можно пренебречь.

Физика 8 класс Законы сохранения импульса физика 8 класс закон сохранения импульса скорость тележки масса тележки движение тележки мальчики бегут навстречу трение о землю относительная скорость Новый

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом сохранения импульса. Импульс системы до начала движения должен быть равен импульсу системы после начала движения, поскольку внешние силы отсутствуют.

Шаг 1: Определим начальные условия.

• Масса тележки (M) = 100 кг
• Масса первого мальчика (m1) = 50 кг
• Масса второго мальчика (m2) = 50 кг
• Начальная скорость тележки (V0) = 0 м/с (тележка покоится)

Шаг 2: Определим скорости мальчиков относительно земли.

• Скорость первого мальчика (V1) = 8 м/с (бегает вправо)
• Скорость второго мальчика (V2) = -4 м/с (бегает влево, поэтому указываем со знаком минус)

Шаг 3: Найдем общий импульс системы до начала движения.

• Импульс первого мальчика: P1 = m1 * V1 = 50 кг * 8 м/с = 400 кг*м/с
• Импульс второго мальчика: P2 = m2 * V2 = 50 кг * (-4 м/с) = -200 кг*м/с
• Общий импульс системы: P_total_initial = P1 + P2 = 400 кг*м/с - 200 кг*м/с = 200 кг*м/с

Шаг 4: Найдем общий импульс системы после начала движения.

Обозначим скорость тележки после начала движения как V.

• Импульс тележки: P_telezhka = M * V = 100 кг * V
• Общий импульс системы после начала движения будет равен импульсу мальчиков и тележки: P_total_final = P_telezhka + P1 + P2 = 100V + 400 - 200 = 100V + 200

Шаг 5: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, общий импульс до начала движения равен общему импульсу после начала движения:

P_total_initial = P_total_final

Таким образом, у нас есть уравнение:

200 = 100V + 200

Шаг 6: Решим уравнение для V.

Переносим 200 влево:

200 - 200 = 100V

0 = 100V

V = 0 м/с

Шаг 7: Вывод.

Таким образом, несмотря на то, что мальчики бегают навстречу друг другу, тележка не будет двигаться, так как импульсы мальчиков уравновешивают друг друга. Скорость тележки относительно земли будет равна 0 м/с.