Вопрос школьника
Определите скорости тележек с магнитами, движущихся навстречу друг другу из состояния покоя (рис. 27). Какова масса тележки №2, если масса тележки №1 равна 300 г?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо использовать законы сохранения энергии и импульса.
Изначально обе тележки находятся в состоянии покоя, поэтому их начальная скорость равна нулю. После того, как они начинают двигаться, они будут притягиваться друг к другу силой магнитного поля. Эта сила будет создавать ускорение тележек.
Согласно закону сохранения энергии, кинетическая энергия системы тележек должна сохраняться. Таким образом, кинетическая энергия тележки №1 должна быть равна кинетической энергии тележки №2:
(1/2)mv1^2 = (1/2)mv2^2
где m — масса тележки, v1 и v2 — скорости тележек.
Также согласно закону сохранения импульса, импульс системы тележек должен быть равен нулю до и после столкновения:
m1v1 + m2v2 = 0
где m1 и m2 — массы тележек.
Решая эти уравнения относительно скорости тележки №2 и ее массы, получаем:
v2 = -m1v1/m2
m2 = -m1v1/v2
Подставляя известные значения, получаем:
v2 = -0.3*0/0.6 = 0
m2 = -0.3*0/0 = 0
Таким образом, скорость тележки №2 после столкновения будет равна нулю, а ее масса не может быть определена по этим данным. Возможно, в задаче была допущена ошибка или необходимо было предоставить дополнительную информацию для решения.
