Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до автосцепки должен быть равен импульсу системы после автосцепки, поскольку внешний импульс на систему не действует.
Сначала найдем импульсы каждого вагона до столкновения:
- Импульс первого вагона (масса 35 т, скорость 0,3 м/с): \[ p_1 = m_1 \cdot v_1 = 35 \, \text{т} \cdot 0,3 \, \text{м/с} = 10,5 \, \text{т м/с} \]
- Импульс второго вагона (масса 15 т, скорость 0,1 м/с): \[ p_2 = m_2 \cdot v_2 = 15 \, \text{т} \cdot 0,1 \, \text{м/с} = 1,5 \, \text{т м/с} \]
Поскольку вагоны движутся навстречу друг другу, импульс второго вагона будет со знаком минус:
- Импульс второго вагона: \[ p_2 = -1,5 \, \text{т м/с} \]
Найдем общий импульс системы до автосцепки: \[ p_{\text{общ}} = p_1 + p_2 = 10,5 \, \text{т м/с} - 1,5 \, \text{т м/с} = 9 \, \text{т м/с} \]
После автосцепки два вагона будут двигаться как единое целое. Масса всего состава: \[ M = m_1 + m_2 = 35 \, \text{т} + 15 \, \text{т} = 50 \, \text{т} \]
Теперь можем найти скорость составного вагона (V) после сцепки, используя формулу импульса: \[ p_{\text{общ}} = M \cdot V \] Подставляем известные значения: \[ 9 \, \text{т м/с} = 50 \, \text{т} \cdot V \] Отсюда находим V: \[ V = \frac{9 \, \text{т м/с}}{50 \, \text{т}} = 0,18 \, \text{м/с} \]
Таким образом, после автосцепки вагоны будут двигаться со скоростью 0,18 м/с в том же направлении, что и первый вагон.