На неподвижную железнодорожную платформу с песком массой 20 тонн падает снаряд массой 10 кг, движущийся со скоростью 200 м/с под углом 60° к горизонтальной поверхности и застревает в песке. Какова будет скорость платформы после того, как снаряд в нее попадет?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса физика 9 класс закон сохранения импульса скорость платформы снаряд в песке падение снаряда угловая скорость масса снаряда железнодорожная платформа Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения.

Шаг 1: Определим начальный импульс системы.

Сначала нам нужно найти горизонтальную и вертикальную составляющие импульса снаряда.

• Масса снаряда (m) = 10 кг
• Скорость снаряда (v) = 200 м/с
• Угол (θ) = 60°

Горизонтальная составляющая скорости:

v_x = v * cos(θ) = 200 * cos(60°) = 200 * 0.5 = 100 м/с

Вертикальная составляющая скорости:

v_y = v * sin(θ) = 200 * sin(60°) = 200 * (√3/2) ≈ 173.2 м/с

Теперь можем найти импульс снаряда:

Импульс снаряда (p_s) = m * v_x = 10 кг * 100 м/с = 1000 кг·м/с

Вертикальный импульс не будет влиять на горизонтальную скорость платформы, поэтому мы будем учитывать только горизонтальный импульс.

Шаг 2: Определим массу системы после столкновения.

Масса платформы (M) = 20 тонн = 20000 кг

Общая масса системы после столкновения:

M_total = M + m = 20000 кг + 10 кг = 20010 кг

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, импульс до столкновения равен импульсу после столкновения:

p_initial = p_final

1000 кг·м/с = (M_total * V_f)

где V_f — скорость платформы после столкновения.

Шаг 4: Найдем скорость платформы после столкновения.

Подставим известные значения:

1000 кг·м/с = (20010 кг * V_f)

Теперь решим уравнение для V_f:

V_f = 1000 кг·м/с / 20010 кг ≈ 0.0499 м/с

Ответ: Скорость платформы после того, как снаряд в нее попадет, составит примерно 0.05 м/с.