Тележка, грузимая с кирпичами, движется по горизонтальным рельсам со скоростью 2,2 м/с. Масса всей системы, включая тележку и кирпичи, составляет 100 кг. Сопротивление движению тележки можно игнорировать. Когда кирпич, весом 10 кг, падает на тележку, он прилипает к ней со скоростью направленной вниз, перпендикулярно скорости тележки. Позже, в дне тележки, открывается люк и из него выпадает аналогичный кирпич вертикально вниз. Необходимо определить скорость тележки после выпадения этого кирпича.
Yaguar
Для решения данной задачи, нам необходимо применить закон сохранения импульса, который гласит, что сумма импульсов в системе до и после взаимодействия остается постоянной.
Импульс - это произведение массы на скорость. Обозначим массу тележки как \(m_1\) и массу выпавшего кирпича как \(m_2\). Также \(v_1\) - скорость тележки до взаимодействия, \(v_1"\) - скорость тележки после взаимодействия, \(v_2\) - скорость кирпича до взаимодействия, и \(v_2"\) - скорость кирпича после взаимодействия.
Сумма импульсов до взаимодействия равна сумме импульсов после взаимодействия:
\[m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1" + m_2v_2"\]
Учитывая, что \(v_1 = 2,2 \, \text{м/c}\), \(m_1 = 100 \, \text{кг}\), \(m_2 = 10 \, \text{кг}\), а \(v_2 = -v_2"\) (так как скорость кирпича направлена вниз), мы можем решить данное уравнение относительно \(v_1"\):
\[100 \cdot 2.2 + 10 \cdot 0 = 100 \cdot v_1" - 10 \cdot (-v_1")\]
Выразим \(v_1"\):
\[v_1" = \frac{{100 \cdot 2.2 + 10 \cdot 0}}{{100 + 10}}\]
Вычислим значение \(v_1"\):
\[v_1" = \frac{{220 + 0}}{{110}} = \frac{{220}}{{110}} = 2 \, \text{м/c}\]
Таким образом, скорость тележки после выпадения кирпича равна \(2 \, \text{м/c}\).
Импульс - это произведение массы на скорость. Обозначим массу тележки как \(m_1\) и массу выпавшего кирпича как \(m_2\). Также \(v_1\) - скорость тележки до взаимодействия, \(v_1"\) - скорость тележки после взаимодействия, \(v_2\) - скорость кирпича до взаимодействия, и \(v_2"\) - скорость кирпича после взаимодействия.
Сумма импульсов до взаимодействия равна сумме импульсов после взаимодействия:
\[m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1" + m_2v_2"\]
Учитывая, что \(v_1 = 2,2 \, \text{м/c}\), \(m_1 = 100 \, \text{кг}\), \(m_2 = 10 \, \text{кг}\), а \(v_2 = -v_2"\) (так как скорость кирпича направлена вниз), мы можем решить данное уравнение относительно \(v_1"\):
\[100 \cdot 2.2 + 10 \cdot 0 = 100 \cdot v_1" - 10 \cdot (-v_1")\]
Выразим \(v_1"\):
\[v_1" = \frac{{100 \cdot 2.2 + 10 \cdot 0}}{{100 + 10}}\]
Вычислим значение \(v_1"\):
\[v_1" = \frac{{220 + 0}}{{110}} = \frac{{220}}{{110}} = 2 \, \text{м/c}\]
Таким образом, скорость тележки после выпадения кирпича равна \(2 \, \text{м/c}\).
Знаешь ответ?