Тележка массой 220 кг движется по рельсам со скоростью u1 = 3 м/с. На тележку (перпендикулярно её движению) прыгает человек со скоростью u2 = 3 м/c. Если масса человека 80 кг, то скорость тележки после прыжка равна ... м/c.
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса. В данной задаче, импульс - это произведение массы на скорость. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до взаимодействия должна быть равна сумме импульсов после него.
Давайте определим импульсы до и после прыжка человека на тележку:
Импульс до прыжка (передача движения со скоростью u1 на тележку):
Импульс тележки до прыжка (P1) = масса тележки (m1) * скорость тележки до прыжка (u1)
Импульс после прыжка (передача движения со скоростью u2 на тележку):
Импульс тележки после прыжка (P2) = (масса тележки (m1) + масса человека (m2)) * скорость тележки после прыжка (u')
Так как масса тележки (m1) не меняется, а масса человека (m2)и скорость тележки после прыжка (u') искомы, у нас есть два уравнения:
P1 = P2 (закон сохранения импульса)
m1 * u1 = (m1 + m2) * u'
Для нахождения скорости тележки после прыжка (u') необходимо решить это уравнение.
m1 * u1 = (m1 + m2) * u'
Теперь подставим значения, данное в задаче:
m1 = 220 кг (масса тележки)
u1 = 3 м/с (скорость тележки до прыжка)
m2 = 80 кг (масса человека)
Подставив значения, получим:
220 * 3 = (220 + 80) * u'
Далее решим это уравнение:
660 = (300) * u'
Теперь разделим на 300:
660 / 300 = u'
u' ≈ 2.2 м/с
Таким образом, скорость тележки после прыжка составляет примерно 2.2 м/с.
Давайте определим импульсы до и после прыжка человека на тележку:
Импульс до прыжка (передача движения со скоростью u1 на тележку):
Импульс тележки до прыжка (P1) = масса тележки (m1) * скорость тележки до прыжка (u1)
Импульс после прыжка (передача движения со скоростью u2 на тележку):
Импульс тележки после прыжка (P2) = (масса тележки (m1) + масса человека (m2)) * скорость тележки после прыжка (u')
Так как масса тележки (m1) не меняется, а масса человека (m2)и скорость тележки после прыжка (u') искомы, у нас есть два уравнения:
P1 = P2 (закон сохранения импульса)
m1 * u1 = (m1 + m2) * u'
Для нахождения скорости тележки после прыжка (u') необходимо решить это уравнение.
m1 * u1 = (m1 + m2) * u'
Теперь подставим значения, данное в задаче:
m1 = 220 кг (масса тележки)
u1 = 3 м/с (скорость тележки до прыжка)
m2 = 80 кг (масса человека)
Подставив значения, получим:
220 * 3 = (220 + 80) * u'
Далее решим это уравнение:
660 = (300) * u'
Теперь разделим на 300:
660 / 300 = u'
u' ≈ 2.2 м/с
Таким образом, скорость тележки после прыжка составляет примерно 2.2 м/с.