железнодорожная тележка

Ответ от Cooler Viktor ?[гуру]
Чертеж делаем, вид на рельсы СВЕРХУ, а щит (толстая черная линия) получается наискосок под углом α:

По условию задачи cкорость мешка массой m ориентирована ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО рельсам, а угол α любой.
Перпендикуляр к плоскости щита проводишь (красный пунктир на рисунке) .
Вектор импульса мешка mV можно разложить на две взаимноперпендикулярные соствляющие:
☛ вдоль красного пунктира mVcosα
☛ параллельно щиту mVsinα
Представь себе, что на щит не мешок кидают, а направили струю воды.
Физическая интуиция мне подсказывает, что тележка по рельсам двигаться не будеть, если вертикальный щит ориентировать перпендикулярно рельсам под углом α=90°.
Вода не будет ДАВИТЬ на щит, она будет просто скользить вдоль него, и поэтому тележка будет неподвижна α=90°.
А это значит, что давление на щит возникает тогда, когда неравна нулю составляющая mVcosα.
При α=90° она равна нулю и давления на щит нету.
Дальше совсем просто получается: эту составляющую проецируешь на направление движения вдоль рельсов, получаешь (mVcosα) sinα.
Это будет начальный импульс системы "мешок+тележка" до удара.
Приравниваешь его к конечному (после удара) импульсу тележки и записываешь закон сохранения импульса:
mV cosα sinα = Mu  ⇒
▶▶ u = mV cosα sinα / M – ответ №1 (скорость ОДНОЙ только тележки, а мешок упал с нее на землю) .
▶▶ u = mV cosα sinα / (m+M) – ответ №2 (скорость тележки ВМЕСТЕ с мешком; мешок не падает с тележки) .
ЗЫ. Задача в принципе одноходовая, но все же оригинальная.
Из-за ориентировки щита, странная такая ориентировочка. .
Никогда ее не встречал.