Какая будет скорость тележки после того, как мальчик массой 50 кг, бегавший со скоростью 6 м/с, догнал тележку массой

Суть вопроса: Скорость тележки после запрыгивания мальчика

Разъяснение:
Чтобы найти конечную скорость тележки после того, как мальчик запрыгнул на нее, мы должны использовать закон сохранения импульса.

Импульс - это физическая величина, которая определяется как произведение массы тела на его скорость. Закон сохранения импульса утверждает, что сумма импульсов системы тел перед столкновением должна быть равна сумме импульсов системы после столкновения (изолированной системе, где нет внешних сил).

Мы можем записать закон сохранения импульса в виде уравнения:

(m1 * v1) + (m2 * v2) = (m1 * v1") + (m2 * v2")

где m1 и m2 - массы тел, v1 и v2 - их начальные скорости, а v1" и v2" - их конечные скорости после столкновения.

В данной задаче масса мальчика - 50 кг, его начальная скорость - 6 м/с, масса тележки - 30 кг, ее начальная скорость - 2 м/с.

После того, как мальчик запрыгнул на тележку, импульс системы должен остаться одинаковым. Таким образом, мы можем записать уравнение сохранения импульса:

(50 кг * 6 м/с) + (30 кг * 2 м/с) = (50 кг * v1") + (30 кг * v2")

Теперь решим это уравнение:

300 кг * м/с + 60 кг * м/с = 50 кг * v1" + 30 кг * v2"

360 кг * м/с = 50 кг * v1" + 30 кг * v2"

Теперь разделим обе стороны уравнения на 360 кг:

v1" + v2" = 360 кг * м/с / 360 кг

v1" + v2" = 1 м/с

Таким образом, после того, как мальчик запрыгнул на тележку, конечная скорость тележки будет равна 1 м/с.

Демонстрация: Найдите конечную скорость тележки, если мальчик массой 40 кг, бегает со скоростью 5 м/с, а тележка массой 20 кг движется со скоростью 3 м/с и он на нее запрыгивает.

Совет: Для лучшего понимания закона сохранения импульса, можно представить, что другого мальчика того же веса и с той же скоростью запрыгнуло на тележку со скоростью 0 м/с. Скорость тележки увеличилась до величины, равной начальной скорости первого мальчика.

Дополнительное задание: Найдите конечную скорость тележки, если мальчик массой 60 кг бегает со скоростью 8 м/с, а тележка массой 25 кг движется со скоростью 4 м/с и он на нее запрыгивает.