1) Какая была сила, действующая на мальчика, если он изменил свою скорость с 2м/с на 3м/с за 10 секунд? 2) Что является

Черныш_911

29

1) Чтобы определить силу, действующую на мальчика, мы можем использовать второй закон Ньютона, который говорит, что сила равна произведению массы на ускорение. Ускорение можно вычислить, разделив изменение скорости на время. Давайте рассмотрим это подробнее.

Масса мальчика не указана, поэтому давайте предположим, что масса мальчика равна 1 кг (это поможет нам упростить вычисления для примера).

Ускорение мальчика будет равно изменению скорости, деленному на время: \(\frac{{3 \, \text{м/с} - 2 \, \text{м/с}}}{{10 \, \text{с}}}\).
Следовательно, у нас есть \(\frac{1}{10} \, \text{м/с}^2\) в качестве ускорения.

Согласно второму закону Ньютона, сила равна произведению массы на ускорение. Здесь масса мальчика равна 1 кг, а ускорение равно \(\frac{1}{10} \, \text{м/с}^2\). Подставив эти значения в формулу, получим:
Сила = 1 кг * \(\frac{1}{10} \, \text{м/с}^2\) = \(\frac{1}{10} \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\).

Таким образом, сила, действующая на мальчика, равна \(\frac{1}{10} \, \text{кг} \cdot \text{м/с}^2\) или \(\frac{1}{10}\) Ньютон.

2) Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие импульса силы.

Импульс силы определяется как произведение силы на время, в течение которого она действует. Импульс саней можно вычислить, умножив силу, действующую на сани, на время, в течение которого происходит изменение скорости саней.

Масса саней равна 20 кг, сила действия равна 400 Н, а время изменения скорости равно 5 секундам.
Импульс силы на начальном этапе движения саней будет равен произведению силы на время: 400 Н * 5 с = 2000 Н с.

На конечном этапе движения силы также присутствуют, поэтому для вычисления импульса силы на конечном этапе мы используем ту же формулу. Сила составляет 400 Н, а время изменения скорости - 5 секунд.
Импульс силы на конечном этапе равен 400 Н * 5 с = 2000 Н с.

Таким образом, импульс силы и импульс саней в начале и в конце движения составляют 2000 Н с.

3) Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать законы сохранения импульса и количества движения.

Импульс - это произведение массы на скорость. Для снаряда импульс равен произведению массы снаряда на его скорость (\(100 \, \text{кг} \times 500 \, \text{м/с}\)), то есть \(50000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\).

Перед взаимодействием с вагоном снаряд и вагон двигались в противоположных направлениях. Для вагона массой 100 тонн (100000 кг) и начальной скорости 36 км/ч, импульс составлял \(100000 \, \text{кг} \times (36 \times \frac{1000}{3600}) \, \text{м/с}\).

Согласно закону сохранения импульса, импульс после взаимодействия должен оставаться неизменным. Таким образом, сумма импульсов снаряда и вагона должна сохраняться до и после взаимодействия.

После взаимодействия снаряд останется в неподвижном состоянии и его импульс будет равен нулю (\(0 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\)). Таким образом, импульс вагона после взаимодействия должен быть равен импульсу снаряда до взаимодействия.

Установим \(50000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = 100000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} + \text{импульс вагона после взаимодействия}\).

Тогда, импульс вагона после взаимодействия будет равен \(50000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} - 100000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = -50000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\).

Таким образом, вагон получит скорость \(v\), такую что \(v \times 100000 = -50000\).

Находим скорость вагона: \(v = \frac{-50000}{100000} = -0.5 \, \text{м/с}\).

Отрицательное значение означает, что вагон будет двигаться в обратном относительно снаряда направлении со скоростью \(0.5 \, \text{м/с}\).