Какая будет скорость тележки после того, как мешок ударится о щит, сползет по нему вниз и упадет на тележку? Мешок
Какая будет скорость тележки после того, как мешок ударится о щит, сползет по нему вниз и упадет на тележку? Мешок имеет массу m и начальную горизонтальную скорость v0, параллельную рельсам. Считаем, что трение мешка о щит и сопротивление движению тележки можно пренебречь. Тележка изначально неподвижна. Аналогичные условия, только мешок упал с тележки после удара о щит.
Турандот_2501 50
Давайте разобьем эту задачу на две части: первая часть будет касаться движения мешка по щиту, а вторая - движения мешка после его падения с тележки.1. Движение мешка по щиту:
Для начала рассмотрим движение мешка по щиту. Учитывая, что трение мешка о щит и сопротивление движению тележки отсутствуют, все силы, действующие на мешок, будут компенсированы. Поэтому со стороны компонента силы тяжести, действующей вниз, мешок будет двигаться с постоянной скоростью по горизонтали. Учитывая это, можно сказать, что горизонтальная скорость мешка будет оставаться постоянной на протяжении всего его движения по щиту, то есть
2. Движение мешка после падения с тележки:
После удара о щит мешок упадет с тележки и возникнет движение только под действием силы тяжести. В этом случае можно воспользоваться уравнением свободного падения:
Мы можем найти время падения, используя следующие соотношения:
1) Высота падения мешка с тележки равна высоте мешка над поверхностью тележки (обозначим ее
2) Скорость мешка при его падении равна горизонтальной скорости мешка перед ударом (обозначим ее
Теперь можем приступить к решению:
1) Найдем время падения мешка с тележки с использованием высоты падения
2) Теперь найдем скорость мешка после его падения с тележки. Для этого воспользуемся уравнением для скорости в свободном падении:
Таким образом, скорость мешка после его падения с тележки будет равна:
Итак, мы получили, что скорость мешка после того, как он упадет с тележки, равна
Пожалуйста, учтите, что в данном решении мы пренебрегли трением мешка о щит и сопротивлением движению тележки.