Вопрос школьника
Два первоначально покоившихся тела в результате взаимодействия пришли в движение. Какую скорость приобрело тело массой 500 г, если тело массой 2 кг пришло в движение со скоростью 2 м/с?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы тел до и после взаимодействия остается неизменной. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость: p = m * v.
Изначально импульс системы тел равен нулю, так как они покоятся. После взаимодействия импульс системы тел должен остаться равным нулю, так как внешние силы не действовали на систему. Значит, импульс одного тела должен быть равен по модулю, но противоположен по направлению импульсу другого тела.
Таким образом, импульс тела массой 2 кг равен p1 = m1 * v1 = 2 кг * 2 м/с = 4 кг*м/с. Импульс тела массой 500 г равен p2 = m2 * v2, где v2 — скорость, которую необходимо найти.
Из закона сохранения импульса следует, что p1 + p2 = 0, то есть m1 * v1 + m2 * v2 = 0. Подставляя известные значения, получаем:
2 кг * 2 м/с + 0,5 кг * v2 = 0
Отсюда находим скорость тела массой 500 г:
v2 = -2 кг * 2 м/с / 0,5 кг = -8 м/с
Отрицательный знак означает, что тело массой 500 г движется в противоположном направлении от тела массой 2 кг. Таким образом, скорость тела массой 500 г равна 8 м/с.
