Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса, который гласит, что общий импульс системы до столкновения равен общему импульсу системы после столкновения.
Обозначим:
- массу первого вагона как \( m_1 \) (кг),
- скорость первого вагона \( v_1 = 0,6 \, \text{м/с} \),
- массу второго вагона \( m_2 = 20 \, \text{т} = 20000 \, \text{кг} \) (поскольку 1 тонна = 1000 кг),
- скорость второго вагона \( v_2 = 0 \, \text{м/с} \) (он неподвижен),
- общую скорость после столкновения \( v' = 0,2 \, \text{м/с} \).
Согласно закону сохранения импульса до и после столкновения, можно записать уравнение:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = (m_1 + m_2) \cdot v' \]
Подставим известные значения в уравнение:
\[ m_1 \cdot 0,6 + 20000 \cdot 0 = (m_1 + 20000) \cdot 0,2 \]
Упростим уравнение:
\[ 0,6 m_1 = (m_1 + 20000) \cdot 0,2 \]
Раскроем правую часть:
\[ 0,6 m_1 = 0,2 m_1 + 4000 \]
Теперь соберем все слагаемые с \( m_1 \) на одной стороне:
\[ 0,6 m_1 - 0,2 m_1 = 4000 \]
Это даёт:
\[ 0,4 m_1 = 4000 \]
Теперь разделим обе стороны уравнения на 0,4:
\[ m_1 = \frac{4000}{0,4} = 10000 \, \text{кг} \]
Таким образом, масса первого вагона составляет 10000 кг или 10 тонн.