Задачи › Импульс, закон сохранения импульса

Тележка и соскользнувший груз

  1. Тележка и соскользнувший груз

    «Гранит науки» 2024/25, 10-11 кл.
    4/10

    С наклонной плоскости высотой \(5\) м без трения соскальзывает груз массой \(15\) кг. Внизу на горизонтальной поверхности стоит тележка массой \(50\) кг. Плоскость образует с горизонтом угол \(30^\circ\). Какую скорость приобретёт тележка, если в неё соскользнёт груз?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Скорость груза у подножия найдите из закона сохранения энергии. Попадая в тележку, груз передаёт ей горизонтальную составляющую импульса; вертикальная составляющая гасится опорой.

    Ответ

    \(u \approx 1{,}98\) м/с.

    Решение

    Скорость груза в конце соскальзывания: \(\dfrac{mv^2}{2} = mgh\), откуда \(v = \sqrt{2gh}\).

    Закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось (тележка с грузом движутся вместе): \[m v\cos\alpha = (m + M)\,u \quad\Rightarrow\quad u = \frac{m}{m + M}\sqrt{2gh}\cos\alpha = \frac{15}{65}\cdot\sqrt{2\cdot9{,}81\cdot5}\cdot0{,}866 \approx 1{,}98~\text{м/с}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи