Какой будет скорость движения тележки, если человек, весом 60 кг, прыгает с покоящейся тележки со скоростью
Какой будет скорость движения тележки, если человек, весом 60 кг, прыгает с покоящейся тележки со скоростью 10 м/с относительно земли? Масса тележки составляет 100 кг.
18.12.2023 07:36
Инструкция:
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов взаимодействующих объектов остается неизменной, если на них не действуют внешние силы. Импульс - это произведение массы тела на его скорость.
В данной задаче у нас есть два объекта: человек и тележка. При прыжке с покоящейся тележки, человек начинает движение в одну сторону, при этом тележка начинает движение в противоположную сторону с некоторой скоростью. Сумма импульсов этих двух объектов до и после прыжка должна быть равной.
Масса человека равна 60 кг, его скорость отрыва от тележки равна 10 м/с. Массу тележки обозначим буквой "М", а скорость тележки после прыжка обозначим буквой "v". По закону сохранения импульса:
(масса человека) * (скорость человека до прыжка) + (масса тележки) * (скорость тележки до прыжка) = (масса человека) * (скорость человека после прыжка) + (масса тележки) * (скорость тележки после прыжка)
60 * 0 + М * 0 = 60 * 10 + М * v
0 = 600 + М * v
М * v = -600
Так как масса тележки всегда положительна, а скорость после прыжка не может быть отрицательной, следовательно, скорость тележки должна быть равна 0 м/с.
Совет:
Для лучшего понимания закона сохранения импульса, можно представить его на примере игры в бильярд. При ударе шаров, сумма их импульсов до и после удара остается неизменной.
Ещё задача:
Тележка массой 200 кг движется со скоростью 2 м/с. Человек, массой 75 кг, прыгает с покоящейся тележки со скоростью 4 м/с относительно земли. Какая будет скорость тележки после прыжка человека?