Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения импульса, который утверждает, что если нет внешних сил, совокупный импульс системы до и после столкновения остается постоянным.
Обозначим:
- массу снаряда (m1) = 50 кг,
- скорость снаряда (v1) = 200 м/с,
- массу тележки с песком (m2) = 950 кг,
- скорость тележки до столкновения (v2) = 0 м/с (так как она покоится),
- общую массу системы после столкновения (M) = m1 + m2,
- скорость после столкновения (V).
Сначала найдем импульс системы до столкновения: \[ p_{\text{до}} = m1 \cdot v1 + m2 \cdot v2 = 50 \, \text{кг} \cdot 200 \, \text{м/с} + 950 \, \text{кг} \cdot 0 \, \text{м/с} = 10000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
После столкновения импульс системы будет равен: \[ p_{\text{после}} = (m1 + m2) \cdot V = (50 \, \text{кг} + 950 \, \text{кг}) \cdot V = 1000 \cdot V \]
По закону сохранения импульса: \[ p_{\text{до}} = p_{\text{после}} \]
Получаем уравнение: \[ 10000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = 1000 \, \text{кг} \cdot V \]
Теперь выразим скорость после столкновения (V): \[ V = \frac{10000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{1000 \, \text{кг}} = 10 \, \text{м/с}. \]
Таким образом, после столкновения тележка с песком движется со скоростью 10 м/с.