Яку масу мав криголам, якщо до зіткнення вона рухалася назустріч йому зі швидкістю 3 м/с, а потім після зіткнення

Яку масу мав криголам, якщо до зіткнення вона рухалася назустріч йому зі швидкістю 3 м/с, а потім після зіткнення продовжувала рухатися зі швидкістю 2 м/с, штовхаючи крижину перед собою?
Рысь_2393

Рысь_2393

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.

Перед заткненням вся система (кригла и як) двигалась со скоростью 3 м/с, поэтому импульс всей системы равен произведению массы яка на скорость яка:
\[m_1v_1 = M_2V_2\]
где \(m_1\) - масса яка, \(v_1\) - его начальная скорость, \(M_2\) и \(V_2\) - масса и скорость второго объекта, соответственно.

После заткнення як продолжает двигаться, вталкивая перед собой крижину. Как было сказано, як движется со скоростью 2 м/с после заткнення. При этом, скорость крижины после заткнення \(V_1\) можно считать нулевой, так как она просто останавливается.

Теперь, воспользуемся законом сохранения энергии:

\[E_1 = E_2\]
где \(E_1\) - начальная энергия системы, \(E_2\) - конечная энергия системы.

Сначала найдем начальную энергию системы(\(E_1\)):

\[E_1 = \frac{1}{2}M_2V_2^2 + \frac{1}{2}m_1v_1^2\]

Затем найдем конечную энергию системы (\(E_2\)):

\[E_2 = \frac{1}{2}M_2V_2^2 + \frac{1}{2}m_1V_1^2\]

Учитывая, что после заткнення скорость крижины равна нулю (\(V_1 = 0\)), мы можем упростить выражение:

\[E_2 = \frac{1}{2}M_2V_2^2 + \frac{1}{2}m_1 \cdot 0^2 \Rightarrow E_2 = \frac{1}{2}M_2V_2^2\]

Теперь сравниваем \(E_1\) и \(E_2\):

\[\frac{1}{2}M_2V_2^2 + \frac{1}{2}m_1v_1^2 = \frac{1}{2}M_2V_2^2\]

Переносим все слагаемые на одну сторону:

\[\frac{1}{2}m_1v_1^2 = \frac{1}{2}M_2V_2^2 - \frac{1}{2}M_2V_2^2\]

Упрощаем:

\[\frac{1}{2}m_1v_1^2 = 0\]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы яка (\(m_1\)):

\[m_1v_1^2 = 0\]

Разделим обе части уравнения на \(v_1^2\):

\[m_1 = \frac{0}{v_1^2} = 0\]

Таким образом, масса яка равна нулю. Это означает, что як, имеющий ненулевую массу, не может реально растолкнуть или двигать крижину, потому что для этого требуется как минимум некоторая масса.

Поэтому, ответ: масса яка равна нулю. Як не может двигать крижину после заткнення.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello