Применим закон сохранения импульса для системы "тележка с песком + шар" до и после столкновения. До столкновения импульс системы равен сумме импульсов тележки и шара. После столкновения тележка с шаром движутся как единое целое.
Дано:
\( m_1 = 10 \text{ кг} \) (масса тележки с песком)
\( v_1 = 2 \text{ м/с} \) (скорость тележки)
\( m_2 = 2 \text{ кг} \) (масса шара)
\( v_2 = 8 \text{ м/с} \) (скорость шара)
Найти: \( v \) (скорость тележки после столкновения)
Закон сохранения импульса:
\[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v \]
Подставим значения:
\[ 10 \text{ кг} \cdot 2 \text{ м/с} + 2 \text{ кг} \cdot 8 \text{ м/с} = (10 \text{ кг} + 2 \text{ кг}) v \]
\[ 20 \text{ кг} · \text{м/с} + 16 \text{ кг} · \text{м/с} = 12 \text{ кг} · v \]
\[ 36 \text{ кг} · \text{м/с} = 12 \text{ кг} · v \]
Выразим \( v \):
\[ v = \frac{36 \text{ кг} · \text{м/с}}{12 \text{ кг}} = 3 \text{ м/с} \]
Ответ: 3 м/с.