Железнодорожный вагон массой 20 т надвигается на жёсткую массивную стенку со скоростью 0,2 м/с. Обе буферные пружины вагона сжимаются, каждая на 4 см. Определить значение силы F, действующей при этом на каждую пружину

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:
Масса вагона m = 20 т = 20000 кг
Скорость v = 0.2 м/с
Сжатие пружины x = 4 см = 0.04 м

Сначала найдем импульс вагона до столкновения:
p = m v = 20000 кг 0.2 м/с = 4000 Н*с

После столкновения с стенкой вагон останавливается, а следовательно, его импульс становится равным 0. По закону сохранения импульса, импульс, с которым действует на вагон стена, равен исходному импульсу вагона.

Теперь найдем работу силы, сжимающей пружину:
A = F * x

Эта работа должна быть равна изменению кинетической энергии вагона:
A = (m * v^2) / 2

Подставляем значения и находим силу F:
F 0.04 = (20000 0.2^2) / 2
F * 0.04 = 4000
F = 4000 / 0.04
F = 100000 Н

Таким образом, значение силы F, действующей на каждую пружину, равно 100000 Н.