Какова скорость сцепки вагонов, если вагон массой 30 т движется горизонтально со скоростью 1,5 м/с и автоматически сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса скорость сцепки вагонов вагон масса физика 9 класс закон сохранения импульса движение вагонов сцепление вагонов Новый

Для решения задачи о скорости сцепки вагонов мы будем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, если на систему не действуют внешние силы, то импульс системы до взаимодействия равен импульсу системы после взаимодействия.

Давайте обозначим:

• m1 = 30 т (масса первого вагона)
• v1 = 1,5 м/с (скорость первого вагона)
• m2 = 20 т (масса второго вагона)
• v2 = 0 м/с (скорость второго вагона, так как он неподвижен)
• V = ? (скорость сцепки вагонов после столкновения)

Теперь найдем импульс системы до сцепки:

• Импульс первого вагона: p1 = m1 * v1 = 30 т * 1,5 м/с = 45 т·м/с
• Импульс второго вагона: p2 = m2 * v2 = 20 т * 0 м/с = 0 т·м/с

Общий импульс до сцепки:

p_total_before = p1 + p2 = 45 т·м/с + 0 т·м/с = 45 т·м/с

Теперь найдем общий импульс после сцепки. После сцепки оба вагона движутся с одной и той же скоростью V:

Общая масса системы после сцепки: m_total = m1 + m2 = 30 т + 20 т = 50 т

Импульс системы после сцепки:

p_total_after = m_total * V = 50 т * V

По закону сохранения импульса:

p_total_before = p_total_after

Подставим значения:

45 т·м/с = 50 т * V

Теперь решим это уравнение для V:

V = 45 т·м/с / 50 т = 0,9 м/с

Ответ: Скорость сцепки вагонов после сцепления составляет 0,9 м/с.