Тема . Динамика. Импульс. Закон сохранения импульса

.01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела динамика. импульс. закон сохранения импульса
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#37421

Вагон массой 20 т, движущийся по горизонтальному пути со скоростью 2 м/с, сталкивается с другим вагоном такой же массы, движущимся ему навстречу со скоростью 1 м/с, и автоматически с ним сцепляется. С каким ускорением будут двигаться вагоны после сцепки, если они пройдут до полной остановки 25 м?

Источники: Банк ФИПИ | Камзеева 2024

Показать ответ и решение

PIC

Систему двух вагонов можно считать замкнутой в горизонтальном направлении, так как внешние силы (например, трение) не указаны и не влияют на процесс удара. Удар происходит быстро, поэтому импульс системы сохраняется. Рассмотрим проекции закона сохранения импульса на горизонтальную ось

p⃗1 +p⃗2 = ⃗p

m ⃗v1+ mv⃗2 = (m + m)⃗v,

где p= mv  - формула расчёта импульса, m  – масса вагонов, v1  и v2  – скорости вагонов до соударения, v  – скорость вагонов после сцепки.
Спроецируем на ось, совпадающую с осью удара:

mv1 − mv2 = (m + m)v.

Отсюда

    v1 − v2  2 м/с − 1 м/с
v = --2---= -----2-----= 0,5 м/с.

После движение происходит с постоянным ускорением. Запишем формулы кинематики:

         2
S = vt− at-,
        2

где a  – ускорение, t  – время движения.
Так как конечная скорость равна нулю, то

0= v− at

Тогда

   v
t= a

Отсюда

    v2       v2   0,25 (м/с)2
S = 2a ⇒ a= 2S-= --2⋅25 м--= 0,005 м/с2
Ответ:

    v2-         2
a = 2S =0,005 м/с .

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Представлено полное правильное решение, включающее следующие

3

элементы:

1) верно записано краткое условие задачи;

2) записаны уравнения и формулы, применение которых

необходимо и достаточно для решения задачи выбранным

спосбом (в данном решении: формула импульса, закон сохранения импульса, формула пути при равноускоренном движении)

Правильно записаны необходимые формулы, проведены

2

вычисления и получен ответ (верный или неверный), но допущена

ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ

ИЛИ

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-

либо числовых расчётов

ИЛИ

Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо

и достаточно для решения задачи выбранным способом, но

в математических преобразованиях или вычислениях допущена

ошибка

Записано и использовано не менее половины исходных формул,

1

необходимых для решения задачи

ИЛИ

Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена

ошибка

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!