Импульс — Задание 3 ЕГЭ по физике №00014558
Импульс
№2. Задание 3
ID: 00014558
Мальчик находится на тележке массой $M = 50$ кг, движущейся по гладкой горизонтальной дороге со скоростью $V_0 = 1$ м/с. Когда мальчик прыгнул с тележки со скоростью $v = 2$ м/с относительно дороги в направлении, противоположном первоначальному направлению движения тележки, тележка приобрела скорость $u = 4$ м/с. Определите массу мальчика.
Ответ дайте в килограммах.
Источник: Сборник Гиголо
Решение
Идея
Дорога гладкая, горизонтальных внешних сил нет — импульс системы «мальчик + тележка» сохраняется. Все скорости даны относительно дороги, удобно взять одну ось вдоль начального движения. Прыжок назад «отталкивает» тележку вперёд, поэтому она и разгоняется с $1$ до $4$ м/с.
Закон сохранения импульса
Ось — по начальному движению. До прыжка всё ехало со скоростью $V_0$. После: тележка $+u$, мальчик $-v$ (он прыгнул назад):
$(m + M)\,V_0 = M\,u + m\,(-v).$
Выражаем массу мальчика
$m V_0 + M V_0 = M u - m v \;\Rightarrow\; m(V_0 + v) = M(u - V_0) \;\Rightarrow\; m = \dfrac{M(u - V_0)}{V_0 + v}.$
$m = \dfrac{50\cdot(4 - 1)}{1 + 2} = \dfrac{150}{3} = 50$ кг.
Ответ
Другие задания по теме «Импульс» (8)
- Задание 3 №00042945 — На рисунке представлены графики зависимости координаты x от времени t для двух…
- Задание 3 №00042944 — На рисунке представлены графики зависимости координаты x от времени t для двух…
- Задание 3 №00042937 — Тело массой 10 кг движется в инерциальной системе отсчёта по прямой. Под…
- Задание 3 №00042936 — Тело массой 10 кг движется в инерциальной системе отсчёта по прямой. Под…
- Задание 3 №00042863 — В инерциальной системе отсчёта тело движется по прямой в одном направлении под…
- Задание 3 №00041843 — Мяч массой m равно 1,5 кг движется вдоль горизонтальной оси Ox под действием…
- Задание 3 №00041842 — На рисунке изображены вектор скорости вектор v движущегося тела и вектор силы…
- Задание 3 №00041841 — Два шара, массы которых равны m и 2m, движутся по одной прямой навстречу друг…