3. На тело массой 200г действует постоянная сила, сообщающая ему в течение 5с скорость 12м/с. Определите силу, действующую на тело 4. Вагон массой 50т столкнулся с другим вагоном.…
3. На тело массой 200г действует постоянная сила, сообщающая ему в течение 5с скорость 12м/с. Определите силу, действующую на тело 4. Вагон массой 50т столкнулся с другим вагоном. В результате столкновения первый вагон получил ускорение, равное 6м/с², а второй ускорение, равное 12 м/с² Определите массу второго вагона.
Решу две задачи с пошаговыми объяснениями и пояснениями к допущениям.
Задача 3 У тела m = 200 г = 0.2 кг действует постоянная сила и за 5 с его скорость становится 12 м/с. Предположим, что движение начиналось с нулевой скорости (v0 = 0).
- Найдем ускорение:
- a = Δv/Δt = (12 м/с − 0 м/с) / 5 с = 12/5 = 2.4 м/с².
- Найдем силу:
- F = m a = 0.2 кг × 2.4 м/с² = 0.48 Н.
Ответ: сила F = 0.48 Н, направление along траектории движения. Примечание: если начальная скорость была не ноль, формула остается F = m (v − v0)/t.
Задача 4 Вагон 1 имеет массу m1 = 50 т = 50 000 кг и после столкновения получает ускорение a1 = 6 м/с². В ходе столкновения действует одна и та же сила взаимодействия между вагонами (модуль F), направленная по взаимному направлению на вагоны (на вагоне 1 — в одну сторону, на вагоне 2 — в противоположную).
- Определим силу взаимодействия по первому вагону:
- F = m1 × a1 = 50 000 кг × 6 м/с² = 300 000 Н.
- Вторая тележка: её масса m2 определяется из F = m2 × a2, где a2 = 12 м/с².
- m2 = F / a2 = 300 000 Н / 12 м/с² = 25 000 кг = 25 т.
Ответ: масса второго вагона m2 = 25 т. Примечание: здесь мы используем стандартное допущение о равной по модулю силе взаимодействия во время столкновения (импульс одинаковой величины).
