С тележки, которая движется горизонтально со скоростью 2 м/с, в противоположную сторону прыгает человек массой 70 кг. После этого скорость тележки увеличилась до 4 м/с. Какова скорость человека при прыжке, если масса тележки составляет 210 Н?

Пожалуйста, напишите подробно с данными и решением. Заранее огромное спасибо!

Физика 8 класс Законы сохранения импульса скорость человека тележка физика 8 класс закон сохранения импульса масса тележки горизонтальное движение решение задачи физические формулы Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до прыжка равен импульсу системы после прыжка. Давайте разберем шаги решения.

Данные задачи:

• Масса человека (m1) = 70 кг
• Скорость тележки до прыжка (v0) = 2 м/с
• Скорость тележки после прыжка (v2) = 4 м/с
• Масса тележки (m2) = ? (найдем из веса тележки)

Сначала найдем массу тележки. Мы знаем, что вес (W) тележки равен 210 Н. Вес можно выразить через массу и ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с²):

Формула для веса:

W = m2 * g

Отсюда масса тележки (m2) будет равна:

Расчет массы тележки:

m2 = W / g = 210 Н / 9.8 м/с² ≈ 21.43 кг

Теперь у нас есть вся необходимая информация для применения закона сохранения импульса. Импульс системы до прыжка равен импульсу системы после прыжка:

Импульс до прыжка:

Импульс до прыжка (P0) = m2 * v0

P0 = 21.43 кг * 2 м/с = 42.86 кг·м/с

Импульс после прыжка:

После прыжка импульс системы будет равен сумме импульсов тележки и человека:

P1 = m2 * v2 + m1 * v1

где v1 - скорость человека, которую мы хотим найти.

Теперь подставим известные значения в уравнение сохранения импульса:

Уравнение сохранения импульса:

P0 = P1

42.86 кг·м/с = 21.43 кг * 4 м/с + 70 кг * v1

Теперь решим это уравнение для v1:

Расчет:

42.86 = 85.72 + 70 * v1

70 * v1 = 42.86 - 85.72

70 * v1 = -42.86

v1 = -42.86 / 70

v1 ≈ -0.613 м/с

Знак минус указывает на то, что человек прыгает в противоположную сторону относительно направления движения тележки.

Ответ:

Скорость человека при прыжке составляет примерно -0.613 м/с (в противоположную сторону от движения тележки).