Давайте разберём каждый из ваших вопросов по порядку.
5. Импульс тележек после столкновения:
По закону сохранения импульса, импульс системы до столкновения равен импульсу системы после столкновения.
- Перед столкновением у первой тележки с массой \( m \) и скоростью \( v \) импульс будет равен \( p_1 = mv \).
- У второй тележки, которая неподвижна, импульс равен \( p_2 = 0 \).
- Общий импульс до столкновения: \[ p_{\text{общ}} = mv + 0 = mv. \]
После столкновения обе тележки соединяются и движутся вместе. Так как их масса удваивается (две тележки одинаковой массы \( m \)), их скорость после столкновения обозначим как \( V \). Получаем уравнение сохранения импульса: \[ mv = 2mV. \]
Отсюда можно выразить \( V \): \[ V = \frac{v}{2}. \]
Импульс обеих тележек после столкновения будет: \[ p_{\text{после}} = 2mV = 2m \cdot \frac{v}{2} = mv. \] Таким образом, импульс после столкновения равен \( mv \), что соответствует варианту 2) \( mu \), если обозначить \( v \) как \( u \).
6. Сравнение скоростей тел при падении:
Два тела, сделанные из меди и алюминия, падают с одинаковой высоты и имеют одинаковые объемы. Сила тяжести действует на оба тела, и при падении в отсутствие сопротивления воздуха скорость в конечной точке будет одинаковой.
Это происходит потому, что ускорение свободного падения \( g \) одинаково для всех тел, независимо от их массы или материала. Таким образом, скорость в конечной точке руха будет одинаковой, что соответствует варианту 3) "скорости тел одинаковы".
7. Потенциальная энергия тела:
Потенциальная энергия \( E_p \) может быть рассчитана по формуле: \[ E_p = mgh, \] где:
- \( m = 4 \) кг — масса тела,
- \( g = 10 \) м/с² (приблизительное значение ускорения свободного падения),
- \( h \) — высота, соответствующая 20 минутам на графике.
Однако высота \( h \) не указана. Если предположить, что на графике высота на время 20 мин равна 20 метрам (для простоты), то: \[ E_p = 4 \, \text{кг} \times 10 \, \text{м/с}^2 \times 20 \, \text{м} = 800 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, правильный ответ будет вариант 4) 800 Дж.
Если у вас есть дополнительные вопросы по этим темам, не стесняйтесь спрашивать!