Физика, задача по законам сохранения Небольшая тележка массой m с маленькими колесами скатывается с горки высотой 2м и на горизонтальном участке сталкивается с неподвижной тележкой массой 3,5кг. После столкновения тележки движутся вместе со скоростью 2,6м/с. Сопротивление не учитывайте, ускорение свободного падения примите равным 10.
Используем законы сохранения энергии и импульса.
Запишем закон сохранения энергии для первой тележки, скатывающейся с горки:
(mgh = \frac{1}{2}mv^2)
где m - масса тележки, h - высота горки, v - скорость тележки вниз по горке.
Подставляем известные значения и найдем скорость тележки вниз по горке:
(m \cdot 10 \cdot 2 = \frac{1}{2}m \cdot v^2)
(20m = \frac{1}{2}mv^2)
(v = \sqrt{40})
(v = 2\sqrt{10} \approx 6,32 м/с)
Теперь используем закон сохранения импульса:
(m \cdot v_1 = (m + 3,5) \cdot v_2)
где v1 - скорость первой тележки до столкновения, v2 - скорость тележек после столкновения.
Подставляем известные значения и найдем скорость второй тележки после столкновения:
(m \cdot 2\sqrt{10} = (m + 3,5) \cdot 2,6)
(2\sqrt{10}m = 2,6m + 9,1)
(2\sqrt{10}m - 2,6m = 9,1)
(m(2\sqrt{10} - 2,6) = 9,1)
(m = \frac{9,1}{2\sqrt{10} - 2,6})
(m \approx 0,41 кг)
Ответ: масса тележки m примерно равна 0,41 кг.