Чтобы определить скорость Лешки в момент, когда он вскакивает на тележку, будем использовать закон сохранения импульса.
Итак, начнем с обозначений:
- Масса мальчика (Лешки) \(m_1 = 37 \, \text{кг}\)
- Скорость мальчика \(v_1 = 4.7 \, \text{м/с}\) (при этом он бежит навстречу тележке и направляем его скорость как отрицательную, это будет \(-4.7 \, \text{м/с}\)).
- Масса тележки \(m_2 = 51 \, \text{кг}\)
- Скорость тележки \(v_2 = 3.5 \, \text{м/с}\)
Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = (m_1 + m_2) \cdot v_f \]
Где \(v_f\) — это искомая скорость системы после того, как Лешка вскачет на тележку.
Поставим известные значения в уравнение:
\[ 37 \cdot (-4.7) + 51 \cdot 3.5 = (37 + 51) \cdot v_f \]
Теперь вычислим:
- Импульс мальчика: \(37 \cdot (-4.7) = -173.9 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\)
- Импульс тележки: \(51 \cdot 3.5 = 178.5 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\)
Теперь сложим импульсы: \[ -173.9 + 178.5 = 4.6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Теперь можем подставить в уравнение:
\[ 4.6 = (37 + 51) \cdot v_f \] \[ 4.6 = 88 \cdot v_f \]
Решим это уравнение для \(v_f\):
\[ v_f = \frac{4.6}{88} \approx 0.052273 \, \text{м/с} \]
Округляем до сотых:
\[ v_f \approx 0.05 \, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость Лешки в момент, когда он вскакивает на тележку, составляет примерно \(0.05 \, \text{м/с}\).