Zadanie Zadanie 5.5.2: Odrzucenie balastu z jadącego wózka szynowego

Punkty: 2 pkt
Dział: Energia i pęd · Pęd i zasada zachowania pędu
Trudność: Poziom trudności: średnie

Wózek szynowy z operatorem porusza się po poziomym torze. Po wyrzuceniu pakunku balastowego do tyłu z określoną prędkością względem toru wyznacz nową prędkość wózka, korzystając z zasady zachowania pędu.

Treść zadania

W podziemnym tunelu badawczym lekki wózek szynowy z operatorem porusza się bez tarcia po prostoliniowym, poziomym torze z prędkością

v_0 = 3\,\text{m/s}

. Łączna masa wózka i operatora wynosi

M = 90\,\text{kg}

. Na platformie wózka znajduje się pakunek balastowy o masie

m = 10\,\text{kg}

, który początkowo porusza się wraz z nim. W pewnej chwili operator wyrzuca pakunek poziomo do tyłu (przeciwnie do kierunku dotychczasowego ruchu). Względem podłoża odrzucony pakunek porusza się z prędkością o wartości

v_p = 1{,}5\,\text{m/s}

. Opory ruchu i tarcie pomijamy. Oblicz wartość prędkości wózka

v_k

bezpośrednio po wyrzuceniu balastu.

Odpowiedź i wynik końcowy

v_k = 3{,}5\,\text{m/s}

Poprawna odpowiedź:

v_k = 3{,}5\,\text{m/s}