Для решения данной задачи нужно воспользоваться законом сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что в замкнутой системе суммарный импульс до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия. В данной ситуации, взаимодействие происходит между двумя вагонами, где один движется, а другой неподвижен.
Обозначим:
- массу первого вагона ( m_1 = 60 ) т (или ( 60 \times 10^3 ) кг),
- скорость первого вагона ( v_1 = 2 ) м/с,
- массу второго вагона ( m_2 = 40 ) т (или ( 40 \times 10^3 ) кг),
- скорость второго вагона ( v_2 = 0 ) м/с (так как он неподвижен).
После сцепки оба вагона будут двигаться с одной и той же скоростью ( v_f ), которую нам нужно найти.
Согласно закону сохранения импульса:
[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v_f ]
Подставим известные значения в это уравнение:
[ 60 \times 10^3 \, \text{кг} \cdot 2 \, \text{м/с} + 40 \times 10^3 \, \text{кг} \cdot 0 \, \text{м/с} = (60 \times 10^3 \, \text{кг} + 40 \times 10^3 \, \text{кг}) \cdot v_f ]
Упростим уравнение:
[ 120 \times 10^3 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = 100 \times 10^3 \, \text{кг} \cdot v_f ]
Теперь решим это уравнение для ( v_f ):
[ v_f = \frac{120 \times 10^3 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{100 \times 10^3 \, \text{кг}} ]
[ v_f = \frac{120}{100} \, \text{м/с} ]
[ v_f = 1.2 \, \text{м/с} ]
Таким образом, скорость системы после автосцепки будет равна 1.2 м/с.