Железнодорожная платформа у меня мало времени
движется со скоростью 13 км/ч. Из орудия, закреплённого на платформе, производится выстрел в направлении против движения платформы. Масса снаряда — 26 кг, его скорость — 698 м/с. Масса платформы с орудием — 17 т. Определи скорость платформы после выстрела.
1) изначально парень стоял с камнем и ничего не делал, поэтому суммарный импульс до броска равен 0
потом паренек зачем-то бросил камень, и притом сам покатился в противоположном направлении
то есть, суммарный импульс после броска равен импульсу парня и камня
но нужно помнить, что импульс - величина векторная, и его нужно проецировать. поэтому в случае с камнем нужно взять горизонтальную составляющую импульса (ну вот зачем дали 30°?)
итак, по закону сохранения импульса:
0 = mvcosα - Mu,
u = (mvcosα)/M.
2) ясно, что в конце пути парень остановится, и потому его конечная скорость равна нулю. по кинематическому уравнению
S = u² / (2a).
ускорение, согласно второму закону Ньютона, определяется произведением коэффициента трения u на ускорение свободного падения g:
S = u² / (2ug).
целесообразно посчитать скорость отдельно:
u = (8*0.866)/60 ≈ 0.11 м/c
тогда S = 0.11^(2)/(20*0.01) = 0.0605 м или 6.05 см
2) по 3 закону Ньютона силы натяжения равны T1 = T2 = T
3) распишем второй закон Ньютона для каждого из тел системы (в проекции на некоторую ось, направленную горизонтально в сторону вектора F). силу трения расписываю сразу же
F - T - u M1g = M1a
T - u M2g = M2a
складываем уравнения
F - u g (M1 + M2) = a (M1 + M2),
a = (F - u g (M1 + M2)) / (M1 + M2).
в принципе, можно еще подкорректировать формулу
a = (F/(M1 + M2)) - u g.