Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, если система (в данном случае тележка с песком и пуля) замкнута, то суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.
Давайте обозначим:
- \( m_1 \) - масса пули (20 г = 0,02 кг),
- \( v_1 \) - скорость пули (600 м/с),
- \( m_2 \) - масса тележки с песком, которую нам нужно найти,
- \( v_2 \) - скорость тележки с песком после попадания пули (1 м/с).
Итак, до взаимодействия импульс системы равен импульсу пули, поскольку тележка стоит на месте:
\[ p_{\text{до}} = m_1 \cdot v_1 = 0,02 \, \text{кг} \cdot 600 \, \text{м/с} = 12 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
После того как пуля попала в тележку, система (пуля и тележка) движется вместе со скоростью 1 м/с:
\[ p_{\text{после}} = (m_1 + m_2) \cdot v_2 = (0,02 \, \text{кг} + m_2) \cdot 1 \, \text{м/с}. \]
Согласно закону сохранения импульса:
\[ p_{\text{до}} = p_{\text{после}}. \]
Подставим выражения:
\[ 12 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = (0,02 \, \text{кг} + m_2) \cdot 1 \, \text{м/с}. \]
Теперь упростим уравнение:
\[ 12 = 0,02 + m_2. \]
Вычтем 0,02 из обеих сторон:
\[ m_2 = 12 - 0,02 = 11,98 \, \text{кг}. \]
Таким образом, масса тележки с песком составляет 11,98 кг.