При столкновении горизонтально летящего снаряда массой 80 кг со скоростью 400 м/с с вагоном, содержащим 12 тонн песка

Тема урока: Закон сохранения импульса

Описание: Задача основана на применении закона сохранения импульса, который гласит, что в системе, где нет внешних сил, общий импульс остается неизменным до и после столкновения. Импульс, как известно, вычисляется как произведение массы на скорость. При столкновении снаряда массой 80 кг и вагона массой 12 тонн (или 12000 кг), общий импульс системы остается неизменным.

Начальный импульс системы равен произведению массы снаряда на его начальную скорость. Итак, начальный импульс составляет 80 кг * 400 м/с = 32000 кг м/с.

После столкновения, когда снаряд застрял внутри вагона, мы должны найти конечную скорость (иначе говоря, скорость вагона после столкновения). Поскольку импульс все еще должен быть сохранен, мы можем использовать это для вычисления конечной скорости вагона.

Имеем: (80 кг + 12000 кг) * V = 32000 кг м/с

Где V - искомая конечная скорость вагона.

Решив это уравнение, получим: V = 2,66 м/с.

Таким образом, конечная скорость вагона после столкновения будет равна приблизительно 2,66 м/с.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, обратите внимание на использование закона сохранения импульса и не забудьте правильно складывать и вычитать массы для расчетов.

Дополнительное задание: Вагон массой 5000 кг движется со скоростью 20 м/с. В него попадает снаряд массой 100 кг, двигающийся со скоростью 300 м/с в том же направлении. Определите конечную скорость вагона, если снаряд застрянет в нем.