Вопрос школьника
Вагон массой 2 т, движущийся со скоростью 6 м/с, сталкивается с неподвижным вагоном массой 1 т и автоматически с ним сцепляется. С какой скоростью будут двигаться вагоны после сцепления?
Ответ от учителя
Перед столкновением у первого вагона была кинетическая энергия, которая после столкновения перейдет на оба вагона. По закону сохранения энергии, сумма кинетических энергий до и после столкновения должна быть равна.
Кинетическая энергия первого вагона до столкновения:
E1 = (m1 * v1^2) / 2 = (2 * 6^2) / 2 = 36 Дж
где m1 — масса первого вагона, v1 — его скорость.
Кинетическая энергия обоих вагонов после столкновения:
E2 = ((m1 + m2) * v2^2) / 2
где m2 — масса второго вагона, v2 — скорость обоих вагонов после столкновения.
Так как энергия сохраняется, то E1 = E2:
36 = ((2 + 1) * v2^2) / 2
v2^2 = 36 * 2 / 3 = 24
v2 = √24 ≈ 4,9 м/с
Таким образом, после сцепления вагоны будут двигаться со скоростью около 4,9 м/с.
