Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения равен импульсу системы после столкновения, если не действуют внешние силы.
Шаги решения:
- Определим массы объектов:
- Масса вагона (m1) = 20 тонн = 20000 кг
- Масса платформы (m2) = 10 тонн = 10000 кг
- Определим скорости до столкновения:
- Скорость вагона (v1) = 1,5 м/с
- Скорость платформы (v2) = 0 м/с (поскольку она неподвижна)
- Рассчитаем импульс до столкновения:
- Импульс вагона = m1 * v1 = 20000 кг * 1,5 м/с = 30000 кг·м/с
- Импульс платформы = m2 * v2 = 10000 кг * 0 м/с = 0 кг·м/с
- Общий импульс до столкновения: 30000 кг·м/с + 0 кг·м/с = 30000 кг·м/с
- Определим скорость после столкновения:
- После столкновения вагон и платформа будут двигаться вместе, поэтому их общая масса = m1 + m2 = 20000 кг + 10000 кг = 30000 кг.
- Обозначим скорость совместного движения после столкновения как V.
- По закону сохранения импульса: Импульс до столкновения = Импульс после столкновения.
- 30000 кг·м/с = (m1 + m2) * V.
- 30000 кг·м/с = 30000 кг * V.
- Решим уравнение для V:
- V = 30000 кг·м/с / 30000 кг = 1 м/с.
Ответ: Скорость совместного движения вагона и платформы после столкновения составит 1 м/с.