Железнодорожная платформа движется со скоростью 10 км/ч. Из орудия, закреплённого на платформе, производится выстрел в направлении против движения платформы. Масса снаряда — 22 кг, его скорость — 683 м/с. Масса платформы с орудием — 19 т. Определи скорость платформы после выстрела.
Импульс - это векторная физическая величина, равная произведению массы на скорость.
Перед выстрелом импульс системы равен 0, так как платформа и снаряд покоятся (они движутся вместе).
После выстрела будем обозначать скорость платформы как V, а скорость снаряда после выстрела как V1. Масса платформы с орудием равна 19 т, а масса снаряда - 22 кг. Скорость платформы перед выстрелом равна 10 км/ч (что можно перевести в м/с делением на 3,6).
Теперь мы можем применить закон сохранения импульса для решения задачи:
Импульс до выстрела = Импульс после выстрела
(Масса платформы + масса снаряда) * скорость платформы перед выстрелом = (Масса платформы * скорость платформы после выстрела) + (Масса снаряда * скорость снаряда после выстрела)
(19 т + 22 кг) * (10 км/ч) = (19 т * V) + (22 кг * 683 м/с)
Теперь давайте переведем все значения в одну систему измерения - в метры и секунды:
19 т = 19 000 кг
10 км/ч = 10 * (1000 м/км) / (3600 с/ч) = 2.78 м/с
Теперь подставим все значения и найдем V:
(19 000 кг + 22 кг) * 2.78 м/с = (19 000 кг * V) + (22 кг * 683 м/с)
(19 022 кг) * 2.78 м/с = (19 000 кг * V) + (22 кг * 683 м/с)
52 791 м/с = 19 000 кг * V + 15 026 кг * м/с
Теперь выразим V:
52 791 м/с - 15 026 кг * м/с = 19 000 кг * V
37 765 м/с = 19 000 кг * V
V = 37 765 м/с / 19 000 кг
V = 1.987 м/с
Таким образом, скорость платформы после выстрела будет около 1.987 м/с.