Неподвижный вагон массой \( 2 \cdot 10^4 \) кг сцепляется с платформой массой \( 3 \cdot 10^4 \) кг. До сцепки платформа имела скорость 1 м/с. Чему равна скорость вагона и платформы после их сцепки?
Для решения задачи применим закон сохранения импульса, так как внешние силы, влияющие на систему, отсутствуют или компенсируют друг друга.
Перед сцепкой система состоит из двух объектов: вагона и платформы, где:
- масса вагона \( m_1 = 2 \cdot 10^4 \) кг,
- масса платформы \( m_2 = 3 \cdot 10^4 \) кг,
- скорость платформы \( v_2 = 1 \) м/с,
- скорость вагона \( v_1 = 0 \) м/с (он неподвижен).
Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс до сцепки равен суммарному импульсу после сцепки:
\(m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = (m_1 + m_2) \cdot v\)
Где \( v \) — это скорость обоих объектов после сцепки. Подставим известные значения:
\(2 \cdot 10^4 \cdot 0 + 3 \cdot 10^4 \cdot 1 = (2 \cdot 10^4 + 3 \cdot 10^4) \cdot v\)
\(0 + 3 \cdot 10^4 = 5 \cdot 10^4 \cdot v\)
\(v = \frac{3 \cdot 10^4}{5 \cdot 10^4} = 0.6 \, \text{м/с}\)
Ответ: скорость вагона и платформы после сцепки составляет 0.6 м/с.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
Неподвижный вагон массой \( 2 \cdot 10^4 \) кг сцепляется с платформой массой \( 3 \cdot 10^4 \) кг. До сцепки платформа имела скорость 1 м/с. Чему равна скорость вагона и платформы после их сцепки?