Для решения этой задачи используется закон сохранения импульса. Согласно этому закону, в замкнутой системе (в данном случае, вагон и платформа) суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.
Давайте обозначим:
- ( m_1 = 2 \times 10^4 \, \text{кг} ) — масса вагона,
- ( m_2 = 3 \times 10^4 \, \text{кг} ) — масса платформы,
- ( v_1 = 0 \, \text{м/с} ) — скорость вагона до сцепки (вагон неподвижен),
- ( v_2 = 1 \, \text{м/с} ) — скорость платформы до сцепки,
- ( v ) — общая скорость вагон и платформы после сцепки.
Импульс до сцепки:
[ p_{\text{до}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 2 \times 10^4 \cdot 0 + 3 \times 10^4 \cdot 1 = 3 \times 10^4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}.]
После сцепки вагон и платформа движутся как единое целое с общей скоростью ( v ), и их суммарная масса равна ( m_1 + m_2 ).
Импульс после сцепки:
[ p_{\text{после}} = (m_1 + m_2) \cdot v = (2 \times 10^4 + 3 \times 10^4) \cdot v = 5 \times 10^4 \cdot v.]
По закону сохранения импульса:
[ p{\text{до}} = p{\text{после}}, ]
[ 3 \times 10^4 = 5 \times 10^4 \cdot v. ]
Решая это уравнение относительно ( v ), получаем:
[ v = \frac{3 \times 10^4}{5 \times 10^4} = \frac{3}{5} = 0.6 \, \text{м/с}. ]
Таким образом, скорость вагона и платформы после их сцепки равна 0.6 м/с.