Question

Тележка массой 80 кг катится со скоростью 9км/ч. мальчик бежит за тележкой со скоростью 5 м/с, прыгает в тележку. с какой скоростью после этого они движутся, если масса мальчика 40 кг?
, !

Answer 1

Для того чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы сохранения импульса и массы.

Импульс - это физическая величина, которая характеризует количества движения объекта. Он определяется как произведение массы объекта на его скорость. В данном случае, у нас есть два объекта: тележка и мальчик.

Первый шаг: Рассчитаем импульс тележки до того, как мальчик прыгает в нее.

Масса тележки = 80 кг
Скорость тележки = 9 км/ч = 9 * (1000/3600) м/с = 2.5 м/с

Импульс тележки до прыжка:
Импульс = Масса * Скорость = 80 кг * 2.5 м/с = 200 кг * м/с

Второй шаг: Рассчитаем импульс мальчика до прыжка.

Масса мальчика = 40 кг
Скорость мальчика = 5 м/с

Импульс мальчика до прыжка:
Импульс = Масса * Скорость = 40 кг * 5 м/с = 200 кг * м/с

Третий шаг: Суммируем импульсы тележки и мальчика после прыжка.

Импульс после прыжка = Импульс тележки до прыжка + Импульс мальчика до прыжка
Импульс после прыжка = 200 кг * м/с + 200 кг * м/с = 400 кг * м/с

Четвертый шаг: Рассчитаем скорость после прыжка, используя суммарный импульс и суммарную массу (80 кг + 40 кг).

Импульс после прыжка = Суммарная масса * Скорость после прыжка
400 кг * м/с = (80 кг + 40 кг) * Скорость после прыжка

Разрешим это уравнение относительно скорости после прыжка:

Скорость после прыжка = 400 кг * м/с / 120 кг = 3.33 м/с

Таким образом, после прыжка мальчика в тележку, они будут двигаться со скоростью 3.33 м/с.