Масса вагона А, находящегося в
покое, составляет 5 т. А движущийся
массой 10 т и скорость его движения
18 км/ч.
(a) определите количество
движущихся локомотивов и вагонов.
(b) прицепить неподвижный вагон А и
далее двигаться в том же
направлении для дальнейшей
Определите скорость движения
вагонов после регистрации вагона А.
(с)после регистрации в движении
Локомотива и вагона а в покое
количество движения составляло
33000 кг м/с. Время при этом
если нет, определите импульс силы
при столкновении вагонов.

(a) Чтобы определить количество движущихся локомотивов и вагонов, мы можем использовать закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы до и после взаимодействия должна оставаться неизменной, если на систему не действуют внешние силы.

Перед столкновением, вагон А находится в покое, поэтому его импульс равен нулю. Локомотив и движущиеся вагоны вместе образуют систему, и их импульс можно выразить как произведение их совокупной массы на скорость движения.

Импульс системы локомотива и вагонов до столкновения:
Импульс = (масса локомотива + масса вагонов) × скорость движения
Импульс = (10 т + 0) × 18 км/ч = 180 т × км/ч

После столкновения вагон А присоединяется и двигается вместе с другими вагонами. После регистрации в движении импульс системы локомотива и вагонов становится равным 33000 кг м/с.

Импульс системы локомотива и вагонов после регистрации:
Импульс = (масса локомотива + масса вагонов) × скорость движения после регистрации
33000 кг м/с = (10 т + 5 т) × v_после_регистрации

Чтобы определить скорость движения вагонов после регистрации, мы можем использовать это уравнение:

v_после_регистрации = 33000 кг м/с / (15 т) = 2200 м/с

Таким образом, скорость движения вагонов после регистрации составляет 2200 м/с.

(b) Ранее мы определили, что скорость движения вагонов после регистрации составляет 2200 м/с. Но указанное значение измеряется в метрах в секунду, и школьнику может быть полезно знать скорость в км/ч. Для этого мы можем преобразовать метры в километры и секунды в часы:

2200 м/с = (2200 м/с) × (3600 с/ч) ÷ (1000 м/км) = 7920 км/ч

Таким образом, скорость движения вагонов после регистрации составляет 7920 км/ч.

(c) Чтобы определить импульс силы при столкновении вагонов, мы можем использовать разницу в импульсе системы до и после столкновения.

Импульс силы при столкновении вагонов:
Импульс силы = Импульс системы после столкновения - Импульс системы до столкновения
Импульс силы = 33000 кг м/с - 180 т × км/ч

Однако, нам необходимо привести все единицы измерения к одному виду.
Импульс силы = 33000 кг м/с - (180 т × 1000 кг/т × 18 км/ч × 1000 м/км) = 33000 кг м/с - 3240000000 кг м/с

Импульс силы = -3239960000 кг м/с

Таким образом, импульс силы при столкновении вагонов составляет -3239960000 кг м/с. Отрицательное значение означает, что сила направлена в противоположную сторону движения.