2017-05-20
Две одинаковые тележки 1 и 2, на каждой из которых находится по одному человеку, движутся без трения по инерции навстречу друг другу по параллельным рельсам. Когда тележки поравнялись, с каждой из них на другую перепрыгнул человек — в направлении, перпендикулярном к движению тележек. В результате тележка 1 остановилась, а тележка 2 продолжала двигаться в прежнем направлении так, что ее скорость стала $\vec{v}$. Найти первоначальные скорости тележек $\vec{v}_{1}$ и $\vec{v}_{2}$, если масса каждой тележки (без человека) $M$, а масса каждого человека $m$.
Решение:
Из-за прыжка массы из движущейся системы (движущейся по инерции) в направлении, перпендикулярном ей, скорость движущейся системы не изменяется. Изменение импульса регулируется силами на рельсах. Следовательно, в нашей проблеме скорости тележки меняются только из-за приземления человека, прыгнувшего с другой тележки.
Решая (1) и (2), получаем
$v_{1} = \frac{mv}{M-m}$ и $v_{2} = \frac{Mv}{M-m}$
Так как $\vec{v}_{1} \uparrow \downarrow \vec{v}$ и $\vec{v}_{2} \uparrow \uparrow \vec{v}$
Следовательно, $\vec{v}_{1} = \frac{-m \vec{v}}{(M-m)}$ и $\vec{v}_{2} = \frac{M \vec{v}}{(M-m)}$