Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Начнем с определения импульса до и после броска мешка с песком.
Обозначим:
- \( m_t \) — масса тележки (которую мы ищем),
- \( m_s = 60 \) кг — масса мешка с песком,
- \( v_i = 11 \) м/с — начальная скорость тележки,
- \( v_f = 8,5 \) м/с — конечная скорость тележки после того, как на нее упал мешок с песком.
Импульс до броска мешка можно записать как: \[ p_{\text{до}} = m_t \cdot v_i \]
Импульс после броска мешка: \[ p_{\text{после}} = (m_t + m_s) \cdot v_f \]
Так как закон сохранения импульса гласит, что импульс системы до взаимодействия равен импульсу после, то мы можем записать уравнение: \[ m_t \cdot v_i = (m_t + m_s) \cdot v_f \]
Теперь подставим известные значения: \[ m_t \cdot 11 = (m_t + 60) \cdot 8,5 \]
Раскроем скобки: \[ m_t \cdot 11 = m_t \cdot 8,5 + 60 \cdot 8,5 \]
Преобразуем уравнение: \[ 11m_t - 8,5m_t = 510 \]
\[ 2,5m_t = 510 \]
Теперь найдем массу тележки, разделив обе стороны на 2,5: \[ m_t = \frac{510}{2,5} = 204 \text{ кг} \]
Итак, масса тележки составляет 204 кг.