Тележка массой 150 кг движется по рельсам со скоростью 3,6 км/ч. По дороге бежит человек массой 75 кг. Когда человек приближается к тележке и вскакивает на нее, тележка останавливается. Какова скорость, с которой бежал человек?

1. 2 м/с
2. -2 м/с
3. 7,2 м/с
4. 5 м/с

Физика 9 класс Законы сохранения импульса скорость человека тележка физика 9 класс закон сохранения импульса движение тележки Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Сначала определим импульс тележки и человека до того, как человек вскакивает на тележку.

Шаг 1: Преобразование скорости тележки в метры в секунду.

• Скорость тележки равна 3,6 км/ч.
• Чтобы преобразовать километры в часы в метры в секунду, нужно умножить на 1000 (метры в километре) и разделить на 3600 (секунды в часе):
• 3,6 км/ч = 3,6 * (1000 / 3600) = 1 м/с.

Шаг 2: Определение импульсов.

• Импульс тележки (P_тележки) можно вычислить по формуле: P = m * v.
• Для тележки: P_тележки = 150 кг * 1 м/с = 150 кг·м/с.
• Импульс человека (P_человека) будет равен: P_человека = 75 кг * v_ч, где v_ч – скорость человека, которую мы ищем.

Шаг 3: Применение закона сохранения импульса.

• Перед тем, как человек вскакивает на тележку, общий импульс системы (тележка + человек) равен P_тележки + P_человека.
• После того, как человек вскакивает на тележку, тележка останавливается, и общий импульс равен 0 (так как скорость системы равна 0).
• Согласно закону сохранения импульса: P_тележки + P_человека = 0.

Шаг 4: Подстановка значений в уравнение.

• 150 кг·м/с + 75 кг * v_ч = 0.
• 75 кг * v_ч = -150 кг·м/с.
• v_ч = -150 кг·м/с / 75 кг = -2 м/с.

Шаг 5: Интерпретация результата.

• Отрицательное значение скорости указывает на то, что человек бежал в сторону, противоположную движению тележки.

Таким образом, скорость, с которой бежал человек, составляет -2 м/с.