Мальчик стоит на краю тележки, которая находится в покое на гладкой горизонтальной поверхности. Какой будет модуль скорости тележки, если мальчик прыгнет на землю под углом а = 60° к горизонту со скоростью v = 8,0 м/с относительно тележки? Масса тележки составляет m1 = 0,12 т, а масса мальчика равна m2 = 40 кг. Пожалуйста, помогите с рисунком.

Физика 9 класс Закон сохранения импульса мальчик тележка скорость угол физика закон сохранения импульса горизонтальная поверхность масса Движение прыжок Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Когда мальчик прыгает с тележки, система "мальчик + тележка" сохраняет свой общий импульс, так как нет внешних сил, действующих в горизонтальном направлении.

Шаги решения:

1. Определим начальные условия:
   • Тележка и мальчик находятся в покое, значит начальная скорость системы равна 0.
2. Определим скорость мальчика относительно земли:
   • Мальчик прыгает под углом 60° к горизонту со скоростью 8 м/с относительно тележки.
   • Разложим скорость мальчика на горизонтальную и вертикальную компоненты:
   • Горизонтальная компонента: v_bx = v * cos(60°) = 8 * 0.5 = 4 м/с.
   • Вертикальная компонента: v_by = v * sin(60°) = 8 * (sqrt(3)/2) ≈ 6.93 м/с.
3. Применим закон сохранения импульса:
   • Общий импульс до прыжка = 0 (так как система покоится).
   • Общий импульс после прыжка будет равен импульсу мальчика и тележки:
   • m2 * v_bx + m1 * v_t = 0, где v_t - скорость тележки после прыжка.
4. Подставим известные значения:
   • 40 кг * 4 м/с + 120 кг * v_t = 0.
   • 1600 + 120 * v_t = 0.
   • 120 * v_t = -1600.
   • v_t = -1600 / 120 = -13.33 м/с.
5. Определим модуль скорости тележки:
   • Модуль скорости тележки равен 13.33 м/с.

Таким образом, когда мальчик прыгает с тележки, тележка начинает двигаться в противоположном направлении с модулем скорости 13.33 м/с.