А7. Локомотив движется по рельсам и автоматически сцепляется с неподвижным вагоном. Определите, как при этом меняются по модулю импульс локомотива и импульс вагона относительно земли.

Принцип решения:

Закон сохранения импульса гласит, что в замкнутой системе суммарный импульс остается постоянным. Система «локомотив + вагон» является замкнутой в горизонтальном направлении, так как внешние силы (например, трение) малы.

До сцепки: \( p_{локомотива} = m_{л} v_{л} \), \( p_{вагона} = 0 \).

После сцепки: \( p_{системы} = (m_{л} + m_{в}) v_{общее} \).

По закону сохранения импульса: \( p_{локомотива} + p_{вагона} = p_{системы} \).

\( m_{л} v_{л} + 0 = (m_{л} + m_{в}) v_{общее} \).

Так как \( m_{л} + m_{в} > m_{л} \), то \( v_{общее} < v_{л} \).

Импульс локомотива уменьшается, так как его скорость уменьшается.

Импульс вагона увеличивается, так как он начинает двигаться.

Ответ: 2) импульс локомотива уменьшается, импульс вагона увеличивается