Импульс

Задание №3. Законы Сохранения

№2. Задание 3

ID: 00014553

Камень массой $$m_1 = 4$$ кг падает под углом $60^\circ$ к горизонту со скоростью $$10$$ м/с в тележку с песком, покоящуюся на горизонтальных рельсах (см. рисунок). Чему равен импульс тележки с песком и камнем после падения камня?

Ответ дайте в кг·м/с.

Рисунок к заданию 3 ЕГЭ по физике — Импульс

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Тележка катится по горизонтальным рельсам — двигаться она может только вбок, по горизонтали. Поэтому важна только горизонтальная часть импульса камня: вертикальную «съедают» рельсы (земля толкает тележку вверх и не даёт ей провалиться).

Горизонтальный импульс камня

Импульс камня до падения: $p = m_1 v = 4\cdot 10 = 40$ кг·м/с. Но нам нужна только его горизонтальная составляющая — проекция на направление рельсов:

$p_x = m_1 v \cos 60^\circ = 4\cdot 10\cdot 0{,}5 = 20$ кг·м/с.

Импульс системы после удара

По закону сохранения импульса вдоль рельсов: горизонтальный импульс камня целиком переходит к системе «тележка + песок + камень». Вертикальная часть гасится реакцией рельсов и в движении тележки не участвует.

$p_{сист} = p_x = 20$ кг·м/с.

Ответ

Другие задания по теме «Импульс» (8)