Question

В опыте, изображенном на рисунке, неподвижные тележки, изготовленные из разного материала, после пережигания нити разъезжаются в противоположные стороны. При этом скорость первой тележки равна 2 м/с, второй - 4 м/с
Это означает, что масса второй тележки ...
в 2 раза больше, чем масса первой
в 4 раза больше, чем масса первой
в 2 раза меньше, чем масса первой
в раза меньше, чем масса первой

Answer 1

Давай разберемся в этом эксперименте. На рисунке мы видим две тележки, которые показывают разные скорости после разрыва нити. Это говорит нам о том, что масса тележек оказывает влияние на их скорости. Теперь давайте проанализируем данные.

Первая тележка имеет скорость 2 м/с, а вторая тележка имеет скорость 4 м/с. Теперь давайте предположим, что масса первой тележки равна "m", а масса второй тележки равна "n".

Мы знаем, что импульс - это произведение массы на скорость. Мы также знаем, что в этих тележках нет других внешних сил, которые могли бы влиять на их скорости.

Теперь давайте рассмотрим момент перед разрывом нити. Запишем закон сохранения импульса:
(mасса первой тележки * скорость первой тележки) + (масса второй тележки * скорость второй тележки) = общий импульс до разрыва нити

Заменим известные значения и у нас будет следующее уравнение:
(m * 2) + (n * 4) = общий импульс до разрыва нити

А теперь давайте рассмотрим момент после разрыва нити. После разрыва нити тележки движутся в противоположные стороны. То есть мы можем записать закон сохранения импульса:
(m * 2) + (-n * 4) = общий импульс после разрыва нити

Запишем это уравнение более простым способом:
2m - 4n = общий импульс после разрыва нити

Из условия эксперимента мы знаем, что скорость первой тележки равна 2 м/с, а скорость второй тележки равна 4 м/с. Но что еще более важно, это то, что мы знаем, что скорость - это отношение импульса к массе. Давайте запишем это, и это будет выглядеть так:
Скорость = импульс / масса

Теперь мы можем выразить общий импульс до разрыва нити и общий импульс после разрыва нити через массы. Подставим эти значения в уравнение:
(2m) + (4n) = (2m) + (-4n)

Давайте упростим это уравнение:
2m + 4n = 2m - 4n

Мы можем вычесть 2m из обоих частей уравнения:
4n = -4n

Теперь добавим 4n к обеим сторонам уравнения:
8n = 0

Разделим обе стороны на 8:
n = 0

Таким образом, получается, что масса второй тележки равна нулю.

Окончательный ответ: масса второй тележки в разы меньше, чем масса первой тележки.

В этом эксперименте вторая тележка не имеет массы или масса её очень близка к нулю, поэтому у неё очень высокая скорость относительно первой тележки.