Для решения задачи о движении снаряда и платформы с песком после столкновения, воспользуемся законом сохранения импульса. Этот закон утверждает, что в замкнутой системе суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия, если внешние силы отсутствуют или их влияние можно пренебречь.
Запишем исходные данные:
- Масса снаряда ( m_1 = 30 ) кг
- Скорость снаряда до столкновения ( v_1 = 300 ) м/с
- Масса платформы с песком ( m_2 = 10 ) т = 10000 кг
- Скорость платформы до столкновения ( v_2 = 0 ) м/с (платформа неподвижна)
Обозначим скорость системы после столкновения через ( V ).
Суммарный импульс системы до столкновения:
[ P_{\text{до}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 ]
Подставим значения:
[ P{\text{до}} = 30 \, \text{кг} \cdot 300 \, \text{м/с} + 10000 \, \text{кг} \cdot 0 \, \text{м/с} ]
[ P{\text{до}} = 9000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Суммарный импульс системы после столкновения:
[ P_{\text{после}} = (m_1 + m_2) \cdot V ]
Согласно закону сохранения импульса:
[ P{\text{до}} = P{\text{после}} ]
[ 9000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = (30 \, \text{кг} + 10000 \, \text{кг}) \cdot V ]
[ 9000 = 10030 \cdot V ]
Найдем ( V ), решив уравнение:
[ V = \frac{9000}{10030} ]
[ V \approx 0.897 \, \text{м/с} ]
Таким образом, после столкновения платформа с песком начинает двигаться со скоростью приблизительно ( 0.897 ) м/с.