Импульс — Задание 3 ЕГЭ по физике №00014561

Идея

Пока шёл выстрел, никакие внешние горизонтальные силы систему «пушка + снаряд» не толкали (рельсы держат платформу только вертикально). А значит вдоль рельсов суммарный импульс как был нулём, так нулём и остался. На этом и строим решение — закон сохранения импульса по горизонтали.

Шаг 1. Берём только горизонталь

До выстрела всё стояло, импульс равен нулю. После выстрела снаряд летит под углом, и вдоль рельсов «работает» только горизонтальная часть его скорости — $V_с\cos 60°$. Платформа же катится строго по рельсам, поэтому её скорость $V_п$ целиком горизонтальна. Импульсы должны компенсировать друг друга:

$$M V_п = m V_с \cos 60°$$

Шаг 2. Выражаем отношение

Здесь $M = 10$ т $= 10000$ кг — платформа с пушкой, $m = 10$ кг — снаряд. Делим всё так, чтобы получить $V_с/V_п$:

$$\frac{V_с}{V_п} = \frac{M}{m\cos 60°} = \frac{10000}{10 \cdot 0{,}5} = 2000$$

Обратите внимание: косинус в знаменателе делает отношение в 2 раза больше, чем простое $M/m=1000$ — это и есть главный подвох задачи.