Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Сначала определим начальные и конечные массы и скорости.
- Масса снаряда \( m_1 = 10 \) кг, скорость снаряда \( v_1 = 11 \) м/c.
- Масса вагонетки \( m_2 = 400 \) кг, начальная скорость вагонетки \( v_2 = 0 \) м/c (перед выстрелом).
По закону сохранения импульса, суммарный импульс до и после события (выстрела) должен оставаться постоянным. Таким образом, мы можем записать уравнение:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot v'_1 + m_2 \cdot v'_2 \]
Где:
- \( v'_1 \) — скорость снаряда после выстрела (в нашем случае которая будет равна 11 м/c, так как мы рассматриваем момент непосредственно после выстрела и снаряд не теряет скорость сразу)
- \( v'_2 \) — скорость вагонетки после выстрела, которую мы хотим найти.
Поскольку вагонетка была неподвижна до выстрела, у нас получается:
\[ 10 \cdot 11 + 400 \cdot 0 = 10 \cdot 11 + 400 \cdot v'_2 \]
Упрощаем уравнение:
\[ 110 = 10 \cdot 11 + 400 \cdot v'_2 \]
Следовательно:
\[ 110 = 110 + 400 \cdot v'_2 \]
Теперь вычтем 110 из обеих сторон:
\[ 0 = 400 \cdot v'_2 \]
Это показывает, что скорость вагонетки \( v'_2 = 0 \) м/c, так как ее первоначальная скорость была нулевая, и на нее не действует никакая сила, чтобы начать движение.
Однако, важно отметить, что мы забыли учесть, что для сохранения импульса после выстрела движение вагонетки будет задействовано. Поэтому подразумевается:
\[ 0 = 10 \cdot 11 - 400 \cdot v'_2 \] \[ 400 \cdot v'_2 = 110 \] \[ v'_2 = \frac{110}{400} \] \[ v'_2 = 0.275 \text{ м/c} \]
Таким образом, вагонетка будет двигаться со скоростью примерно 0.3 м/с. Ответ округляем до десятых: 0.3 м/с.