Яка буде швидкість руху візка після попадання снаряду, якщо він мав початкову швидкість 2 м/с у напрямку руху снаряда?

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться законом сохранения импульса.

Импульс - это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. Закон сохранения импульса утверждает, что импульс замкнутой системы сохраняется, если на эту систему не действуют внешние силы.

У нас есть два объекта: снаряд и визок. Перед тем, как снаряд попал в вагон, у него была начальная скорость в направлении движения вагона. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов в начальном и конечном состоянии должна быть равной.

Обозначим \(m_1\) - массу снаряда, \(v_1\) - его начальную скорость, \(m_2\) - массу вагона и \(v_2\) - его скорость после попадания снаряда.

Используя закон сохранения импульса, получаем следующее уравнение:

\[m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot 0 = m_1 \cdot 0 + m_2 \cdot v_2\]

Поскольку вагон изначально покоится (его скорость равна 0), мы можем упростить уравнение:

\[m_1 \cdot v_1 = m_2 \cdot v_2\]

Для первого вопроса задачи, когда снаряд движется в направлении движения вагона, масса вагона \(m_2\) и его конечная скорость \(v_2\), которую мы хотим найти, известны. Мы можем выразить конечную скорость вагона следующим образом:

\[v_2 = \frac{{m_1 \cdot v_1}}{{m_2}}\]

Для второго вопроса задачи, когда снаряд движется против направления движения вагона, нам также известны масса вагона \(m_2\) и начальная скорость снаряда \(v_1\). Мы можем снова использовать закон сохранения импульса, чтобы выразить конечную скорость вагона:

\[m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot 0 = m_1 \cdot 0 + m_2 \cdot v_2\]

\[m_1 \cdot v_1 = m_2 \cdot v_2\]

\[v_2 = \frac{{m_1 \cdot v_1}}{{m_2}}\]

Таким образом, в обоих случаях, скорость движения вагона после попадания снаряда будет равна \(\frac{{m_1 \cdot v_1}}{{m_2}}\).