Вопрос школьника
На тележку массой 50 кг, движущуюся равномерно по горизонтальному участку пути со скоростью 0,2 м/с, насыпали щебень массой 200 кг. Как и на сколько изменилась при этом скорость тележки?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения импульса. Импульс тележки до насыпания щебня равен импульсу тележки после насыпания щебня.
Импульс тележки до насыпания щебня можно вычислить по формуле:
p1 = m1 * v1
где p1 — импульс тележки до насыпания щебня, m1 — масса тележки до насыпания щебня, v1 — скорость тележки до насыпания щебня.
Подставляя известные значения, получаем:
p1 = 50 кг * 0,2 м/с = 10 кг * м/с
Импульс тележки после насыпания щебня можно вычислить по формуле:
p2 = (m1 + m2) * v2
где p2 — импульс тележки после насыпания щебня, m2 — масса щебня, v2 — скорость тележки после насыпания щебня.
Подставляя известные значения, получаем:
p2 = (50 кг + 200 кг) * v2
Из закона сохранения импульса следует, что p1 = p2. Поэтому:
10 кг * м/с = (50 кг + 200 кг) * v2
Решая уравнение относительно v2, получаем:
v2 = 10 кг * м/с / 250 кг = 0,04 м/с
Таким образом, скорость тележки после насыпания щебня составит 0,04 м/с. Изменение скорости тележки равно разности между скоростью тележки до насыпания щебня и скоростью тележки после насыпания щебня:
Δv = v2 — v1 = 0,04 м/с — 0,2 м/с = -0,16 м/с
Ответ: скорость тележки после насыпания щебня составит 0,04 м/с, скорость тележки уменьшилась на 0,16 м/с.
