Question

вагон массой 40 тонн сцепляется с неподвижным вагоном массой 60 тонн. С какой скорость движется по горизонтальному участку железнодорожного полотна, если до удара первый вагон имел скорость 6 метров секунду?

Answer 1

M1v1=(m1+m2)*v
v=m1v1/(m1+m2)
v=40кг*6м/с/40+60кг=2,4м/с

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения импульса.

Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v): p = m * v.

Первый вагон имеет массу 40 тонн (40,000 кг) и скорость 6 м/сек. Его импульс до столкновения равен p₁ = (40,000 кг) * (6 м/сек) = 240,000 кг·м/сек.

Второй вагон имеет массу 60 тонн (60,000 кг) и находится в покое (его скорость равна 0 м/сек). Его импульс до столкновения равен p₂ = (60,000 кг) * (0 м/сек) = 0 кг·м/сек.

Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после столкновения должна быть равной. То есть, p₁ + p₂ = p₁' + p₂', где p₁' и p₂' - импульсы первого и второго вагонов после столкновения.

Поскольку второй вагон остается неподвижным, его импульс после столкновения равен 0 кг·м/сек: p₂' = 0 кг·м/сек.

Тогда, p₁ + p₂ = p₁' + p₂' преобразуется в p₁ = p₁'.

Таким образом, импульс первого вагона после столкновения также равен 240,000 кг·м/сек.

Для определения скорости первого вагона после столкновения (v₁'), мы можем использовать формулу импульса: p = m * v.

Используя импульс p₁' = 240,000 кг·м/сек и массу m₁ = 40,000 кг первого вагона, мы можем решить уравнение для скорости v₁':

240,000 кг·м/сек = (40,000 кг) * v₁'

v₁' = 240,000 кг·м/сек / 40,000 кг

v₁' = 6 м/сек

Таким образом, скорость первого вагона после столкновения равна 6 м/сек.