Какова скорость платформы, когда мальчик массой 22 кг, бегущий со скоростью 2,5 м/с, вскакивает сзади на тележку массой 12 кг?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса скорость платформы мальчик 22 кг тележка 12 кг физика 11 класс закон сохранения импульса задача по физике движение тележки скорость мальчика масса тележки Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до взаимодействия должен быть равен импульсу системы после взаимодействия, если внешние силы не действуют.

Давайте обозначим:

• m1 = 22 кг (масса мальчика)
• v1 = 2,5 м/с (скорость мальчика)
• m2 = 12 кг (масса платформы)
• v2 = ? (скорость платформы до того, как мальчик на неё вскакивает)
• V = ? (общая скорость системы после того, как мальчик вскакивает на платформу)

Перед тем, как мальчик вскакивает на платформу, система состоит из мальчика и платформы, движущейся с нулевой скоростью (платформа неподвижна). Таким образом, импульс системы до взаимодействия будет равен:

Импульс до:

P_initial = m1 * v1 + m2 * v2

Так как v2 = 0 (платформа неподвижна), получаем:

P_initial = m1 * v1 = 22 кг * 2,5 м/с = 55 кг·м/с

После того, как мальчик вскакивает на платформу, общая масса системы будет равна m1 + m2, и пусть V будет их общей скоростью:

Импульс после:

P_final = (m1 + m2) * V

По закону сохранения импульса мы имеем:

P_initial = P_final

Подставим значения:

55 кг·м/с = (22 кг + 12 кг) * V

55 кг·м/с = 34 кг * V

Теперь решим уравнение для V:

V = 55 кг·м/с / 34 кг

V ≈ 1,617 м/с

Таким образом, скорость платформы после того, как мальчик вскакивает на неё, составляет примерно 1,62 м/с.