подвижной тележки - 100 кг? Какую работу совершает человек, когда он бросает камень массой 5 кг со скоростью

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать два важных физических принципа: закон сохранения импульса и работу. Давайте рассмотрим пошаговое решение.

1. Сначала найдем начальный импульс системы, состоящей из человека и тележки до броска камня. Импульс - это произведение массы на скорость. Поскольку масса подвижной тележки составляет 100 кг, а человек находится на неподвижной тележке, его собственный импульс будет равен нулю. Таким образом, начальный импульс системы до броска равен 0.

2. Затем найдем конечный импульс системы после броска камня. Для этого мы должны учесть изменение импульса человека и импульс камня. Из закона сохранения импульса следует, что начальный импульс системы до броска должен быть равен конечному импульсу после броска. Поэтому сумма импульсов человека и камня должна быть равна нулю.

Пусть \(m\) - масса человека, \(v\) - его скорость после броска камня (когда человек и камень движутся в противоположных направлениях), \(M\) - масса камня и \(V\) - его скорость после броска. Тогда у нас будет:

\[mv + MV = 0\]

3. Теперь мы можем найти работу, совершенную человеком при броске камня. Работа - это изменение кинетической энергии системы. Так как человек и тележка вначале были в состоянии покоя, то их начальная кинетическая энергия равна нулю. Поскольку конечная скорость человека равна \(v\), а масса человека равна \(m\), его конечная кинетическая энергия будет равна \(E = \frac{1}{2}mv^2\). Таким образом, совершенная работа человеком будет равна изменению кинетической энергии и может быть выражена следующим образом:

\[W = \Delta E = \frac{1}{2}mv^2 - 0 = \frac{1}{2}mv^2\]

Таким образом, ответ на задачу состоит в том, что человек совершает работу, равную \(\frac{1}{2}mv^2\), когда он бросает камень массой 5 кг со скоростью 10 м/с относительно земли, находясь на неподвижной тележке вместе с массой 100 кг.