Question

Камень массой 4 килограмма падает под углом 60 градусов горизонту со скоростью 10 метров секунду тележку с песком покоящийся на горизонтальной рельсах импульс тележки с песком

Answer 1

Дано:

m = 4кг - масса камня

v = 10м/с - скорость камня

М - масса тележки

V - скорость тележки с камнем после удара

a = 60° - угол между направлением скорости v камня и горизонтом

Найти: импульс тележки MV после удара

Решение

До удара импульс камня в горизонтальном направлении:

рₓ = mv·сos 60° .

Импульс тележки до удара равен нулю.

Итак, до удара проекция импульса системы "камень-тележка" на ось х равна:

mv·сos 60° = 4 · 10 · 1/2 = 20(кгм/с)

После удара проекция импульса системы "камень-тележка" на ось х

(m + M) · V = (4 + M)·V.

По закону сохранения импульса системы в горизонтальном направлении получаем

20 = (4 + M) ·V

Импульс тележки равен MV = 20 - 4V

Допустим, что масса тележки значительно больше массы камня, скажем, 200кг. Тогда скорость системы после удара

V =20 : 204 ≈ 0,1 (м/с) и импульс тележки MV = 200 · 0.1 = 20 (кгм/с) примерно равен импульсу камня до удара.

Ответ: ≈ 20кгм/с

Конечно, задача сформулирована некорректно, следовало указать массу тележки или указать, что она значительно больше массы камня.