Вопрос задан 28.02.2025 в 19:30. Предмет Физика. Спрашивает Матуленко Кристина.

Человек массой 80 кг,бегущий со скоростью 2м/с, догоняет тележку массой 40кг,движущуюся со скоростью 0,5 м/с,и прыгает на нее.С какой скоростью они вместе продолжают движение?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ивашко Аня.

Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения импульса, так как мы имеем столкновение двух объектов, и система замкнута (не теряется масса или импульс за пределы системы). Мы будем считать, что столкновение идеально неупругие, то есть после того как человек прыгнет на тележку, они двигаются как одно целое.

Шаги решения:

  1. Определим импульсы двух объектов до столкновения.

    Импульс объекта можно найти по формуле:

    p=mvp = mv

    где mm — масса объекта, vv — его скорость.

    • Масса человека m1=80 кгm_1 = 80 \, \text{кг}, скорость человека v1=2 м/сv_1 = 2 \, \text{м/с}.

      p1=80 кг×2 м/с=160 кг⋅м/сp_1 = 80 \, \text{кг} \times 2 \, \text{м/с} = 160 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
    • Масса тележки m2=40 кгm_2 = 40 \, \text{кг}, скорость тележки v2=0,5 м/сv_2 = 0,5 \, \text{м/с}.

      p2=40 кг×0,5 м/с=20 кг⋅м/сp_2 = 40 \, \text{кг} \times 0,5 \, \text{м/с} = 20 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
  2. Применим закон сохранения импульса.

    Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы до столкновения равен суммарному импульсу системы после столкновения. То есть:

    ptotalдо=ptotalпослеp_{\text{total}}^{\text{до}} = p_{\text{total}}^{\text{после}}

    Суммарный импульс до столкновения:

    ptotalдо=p1+p2=160 кг⋅м/с+20 кг⋅м/с=180 кг⋅м/сp_{\text{total}}^{\text{до}} = p_1 + p_2 = 160 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} + 20 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = 180 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}

    После столкновения человек и тележка двигаются как одно целое с общей массой m1+m2m_1 + m_2 и общей скоростью vпослеv_{\text{после}}. Мы можем записать:

    (m1+m2)×vпосле=ptotalдо(m_1 + m_2) \times v_{\text{после}} = p_{\text{total}}^{\text{до}}
  3. Найдем скорость после столкновения.

    (80 кг+40 кг)×vпосле=180 кг⋅м/с(80 \, \text{кг} + 40 \, \text{кг}) \times v_{\text{после}} = 180 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} 120 кг×vпосле=180 кг⋅м/с120 \, \text{кг} \times v_{\text{после}} = 180 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} vпосле=180 кг⋅м/с120 кг=1,5 м/сv_{\text{после}} = \frac{180 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{120 \, \text{кг}} = 1,5 \, \text{м/с}

Ответ:

После того как человек прыгнет на тележку, их общая скорость будет 1,5 м/с1,5 \, \text{м/с}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос