Человек массой 70кг стоящий на одном конце первоначально покоящейся тележки массой m2 и длиной 2,6 м прыгает со скоростью 4 м/с относительно земли под углом 35 градусов к горизонту и попадает на другой край тележки. Определить массу тележки
Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и момента импульса.
Импульс человека до прыжка равен массе человека умноженной на его скорость: [ p{чел} = m{чел} \cdot v_{чел} = 70 \, кг \cdot 4 \, м/с = 280 \, кг \cdot м/с ]
После прыжка, человек и тележка движутся вместе. Скорость их центра масс равна нулю, так как это изолированная система. Используем закон сохранения импульса: [ p{чел} + m{тел} \cdot v_{тел} = 0 ]
Также, из геометрии задачи, можем найти скорость центра тележки: [ v_{тел} = \frac{4 \, м/с}{cos(35 градусов)} ]
Подставляем все значения и находим массу тележки: [ 280 + m{тел} \cdot \frac{4}{cos(35)} = 0 ] [ m{тел} = \frac{-280}{\frac{4}{cos(35)}} ] [ m_{тел} = -70 \cdot \frac{cos(35)}{1} \approx -57,21 \, кг ]
Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и момента импульса.
Импульс человека до прыжка равен массе человека умноженной на его скорость:
[ p{чел} = m{чел} \cdot v_{чел} = 70 \, кг \cdot 4 \, м/с = 280 \, кг \cdot м/с ]
После прыжка, человек и тележка движутся вместе. Скорость их центра масс равна нулю, так как это изолированная система. Используем закон сохранения импульса:
[ p{чел} + m{тел} \cdot v_{тел} = 0 ]
Также, из геометрии задачи, можем найти скорость центра тележки:
[ v_{тел} = \frac{4 \, м/с}{cos(35 градусов)} ]
Подставляем все значения и находим массу тележки:
[ 280 + m{тел} \cdot \frac{4}{cos(35)} = 0 ]
[ m{тел} = \frac{-280}{\frac{4}{cos(35)}} ]
[ m_{тел} = -70 \cdot \frac{cos(35)}{1} \approx -57,21 \, кг ]
Ответ: масса тележки примерно равна 57,21 кг.