Question

Тележка массой 60 кг движется со скоростью 3 м/с. Ребенок массой 40 кг запрыгивает на тележку, прыгая ей навстречу с горизонтальной скоростью 2 м/с. С какой скоростью будет двигаться ребенок на тележке? *

Answer 1

Ответ:

1 м/с

Объяснение:

По закону об импульсах:

m1u1-m2u2=(m1+m2)*u

u=(m1u1-m2u2)/(m1+m2)=(60*3-40*2)/100=100/100=1 м/с

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и момента импульса.

Сначала давайте найдем импульс тележки до того, как ребенок запрыгнул на нее:

Импульс тележки до = Масса тележки × Скорость тележки до Импульс тележки до = 60 кг × 3 м/с = 180 кг м/с

Затем найдем импульс ребенка перед прыжком:

Импульс ребенка перед = Масса ребенка × Скорость ребенка перед Импульс ребенка перед = 40 кг × 2 м/с = 80 кг м/с

Когда ребенок запрыгивает на тележку, их общий импульс должен сохраняться:

Импульс тележки после + Импульс ребенка после = Импульс тележки до + Импульс ребенка перед

После прыжка ребенка на тележку, импульс тележки останется таким же (180 кг м/с), но импульс ребенка на тележке будет равен:

Импульс ребенка после = Импульс тележки до + Импульс ребенка перед - Импульс тележки после Импульс ребенка после = 80 кг м/с - 180 кг м/с = -100 кг м/с

Теперь мы знаем импульс ребенка на тележке после прыжка (-100 кг м/с). Чтобы найти его скорость, мы должны разделить импульс на массу ребенка на тележке:

Скорость ребенка на тележке = Импульс ребенка после / Масса ребенка Скорость ребенка на тележке = (-100 кг м/с) / 40 кг = -2,5 м/с

Скорость ребенка на тележке составит 2,5 м/с в обратном направлении относительно направления движения тележки.