Dos niños, A y B, juegan cada uno sobre el hielo horizontal con un carrito de hielo. La masa total de A y su carrito de hielo es M=30kg, y la masa total de B y su carrito de hielo. es de 30 kg, durante el juego. A empuja una caja con una masa m = 15 kg y se desliza con él a una velocidad de 2 m/s. B se desliza hacia él a la misma velocidad, para evitar la colisión, A empuja repentinamente la caja hacia B a lo largo del hielo. Cuando B se desliza hacia B, B la agarra rápidamente Sin tener en cuenta la fricción sobre el hielo, ¿a qué velocidad (en relación con el suelo) debe A empujar la caja para evitar la colisión con B? Cuando A empuja la caja, hay tres posibilidades para el movimiento de A: ① Continuar hacia adelante sin cambiar la dirección; ② Dejar de moverse; ③ Invertir el movimiento De acuerdo con la ley de conservación del impulso, los tres métodos anteriores para empujar la caja. el primero La velocidad obtenida al empujar la caja es la más pequeña. Si este método de empuje puede lograr el propósito, la velocidad obtenida por la caja es la más pequeña. Suponga que la velocidad de la caja es v y tome la dirección del movimiento de A como. la dirección positiva, luego use la conservación del impulso para A y la caja durante el proceso de empuje Ley
(M+m) v0 = Mv A + mv ①
Después de que la caja esté. empujado hacia afuera, es atrapado por B. Para evitar que A y B choquen, B debe retirarse y atacar a B. Usando la ley de conservación del impulso con la caja, obtenemos
mv-Mv0=( M+m)vB②
Para evitar que A y B choquen y minimizar la velocidad de empujar la caja La condición crítica es v A = v B ③
Resolver los tres anteriores ecuaciones, obtenemos v=5,2m/s.