Две тележки движутся навстречу друг другу: первая массой 60 кг со скоростью 9 м/с, а вторая массой 150 кг со скоростью 2 м/с. Вопрос: в какой бок и с какой скоростью покатится первая тележка после столкновения, если вторая тележка приобрела скорость 1 м/с и поменяла направление движения?
Физика 9 класс Законы сохранения импульса столкновение тележек физика 9 класс закон сохранения импульса движение тележек скорость после столкновения
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения.
Шаг 1: Рассчитаем импульсы до столкновения.
Импульс = масса * скорость = 60 кг * 9 м/с = 540 кг·м/с.
Импульс = масса * скорость = 150 кг * (-2 м/с) = -300 кг·м/с.
Шаг 2: Найдем общий импульс до столкновения.
Общий импульс = Импульс первой тележки + Импульс второй тележки = 540 кг·м/с + (-300 кг·м/с) = 240 кг·м/с.
Шаг 3: Рассчитаем импульсы после столкновения.
После столкновения вторая тележка движется со скоростью 1 м/с, но в противоположном направлении, то есть ее скорость будет -1 м/с.
Импульс = масса * скорость = 150 кг * (-1 м/с) = -150 кг·м/с.
Шаг 4: Найдем импульс первой тележки после столкновения.
Обозначим импульс первой тележки после столкновения как P1'. Тогда общий импульс после столкновения будет равен:
P1' + (-150 кг·м/с) = 240 кг·м/с.
Теперь можем выразить P1':
P1' = 240 кг·м/с + 150 кг·м/с = 390 кг·м/с.
Шаг 5: Найдем скорость первой тележки после столкновения.
Импульс первой тележки после столкновения можно выразить через массу и скорость:
P1' = масса * скорость после столкновения.
Значит, 390 кг·м/с = 60 кг * V1', где V1' - скорость первой тележки после столкновения.
Теперь решим уравнение:
V1' = 390 кг·м/с / 60 кг = 6.5 м/с.
Ответ: Первая тележка покатится в ту же сторону, что и вторая тележка (то есть в сторону, откуда она пришла), со скоростью 6.5 м/с.