Какова будет общая скорость тележки с мальчиком, если мальчик массой 40 кг, бегавший со скоростью 4 м/с, догнал тележку массой 20 кг, которая двигалась со скоростью 1 м/с, и запрыгнул на нее? Найдите ответ верно.
Ответ:
Мы знаем, что импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Импульс тела до и после взаимодействия должен быть сохранен, то есть сумма импульсов до и после равна.
Имеем следующую информацию:
— Мальчик массой 40 кг, бегал со скоростью 4 м/с;
— Тележка массой 20 кг двигалась со скоростью 1 м/с.
Пусть общая скорость системы (мальчик + тележка) после взаимодействия будет V.
Применим закон сохранения импульса:
(масса мальчика * скорость мальчика) + (масса тележки * скорость тележки) = (общая масса мальчика и тележки) * V
(40 кг * 4 м/с) + (20 кг * 1 м/с) = (40 кг + 20 кг) * V
160 кг м * с + 20 кг м * с = 60 кг * V
180 кг м * с = 60 кг * V
Теперь найдем значение V, поделив обе части уравнения на 60 кг:
V = 180 кг м * с / 60 кг
V = 3 м/с
Итак, общая скорость тележки с мальчиком составляет 3 м/с.