Вопрос задан 11.02.2025 в 13:43. Предмет Физика. Спрашивает Жулебина Лера.

Человек прыгает с покоящейся тележки со скоростью 10м/с относительно Земли. Определите модуль скорости, с которой покатится тележка, если масса человека 60 кг, а тележки 100 кг.

Помогите, пожалуйста!

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Зензин Костик.

Рассмотрим задачу с точки зрения закона сохранения импульса.

Условие

  • Масса человека m1=60кгm_1 = 60 \, \text{кг},
  • Масса тележки m2=100кгm_2 = 100 \, \text{кг},
  • Скорость человека относительно земли v1=10м/сv_1 = 10 \, \text{м/с},
  • Тележка изначально покоится, то есть её начальная скорость v2=0м/сv_2 = 0 \, \text{м/с}.

Тележка и человек взаимодействуют, при этом на систему не действуют внешние силы (пренебрегаем силами трения). Поэтому мы можем использовать закон сохранения импульса:

Pнач=Pкон.P_{\text{нач}} = P_{\text{кон}}.

Запись закона сохранения импульса

Суммарный импульс до прыжка:

Pнач=(m1+m2)0=0.P_{\text{нач}} = (m_1 + m_2) \cdot 0 = 0.

Суммарный импульс после прыжка:

Pкон=m1v1+m2v2,P_{\text{кон}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2',

где v2v_2' — скорость тележки относительно земли после прыжка.

Так как импульс сохраняется:

Pнач=Pкон,P_{\text{нач}} = P_{\text{кон}},

то

0=m1v1+m2v2.0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2'.

Выражение для скорости тележки

Переносим m1v1m_1 \cdot v_1 в правую часть:

m2v2=m1v1.m_2 \cdot v_2' = -m_1 \cdot v_1.

Разделим обе части на m2m_2, чтобы найти v2v_2':

v2=m1v1m2.v_2' = -\frac{m_1 \cdot v_1}{m_2}.

Подставим числа

v2=6010100=6м/с.v_2' = -\frac{60 \cdot 10}{100} = -6 \, \text{м/с}.

Минус означает, что тележка движется в противоположном направлении относительно движения человека. Модуль скорости тележки:

v2=6м/с.|v_2'| = 6 \, \text{м/с}.

Ответ

Модуль скорости тележки после прыжка составляет 6 м/с.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос