Краткое пояснение:
Для решения этой задачи применим закон сохранения импульса, так как при столкновении и сцеплении вагонов внешние силы не действуют или их действие незначительно.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Переведем массы вагонов в килограммы. \( m_1 = 15 \text{ т} = 15000 \text{ кг} \), \( m_2 = 20 \text{ т} = 20000 \text{ кг} \).
- Шаг 2: Запишем закон сохранения импульса до столкновения: \( p_{до} = m_1 v_1 + m_2 v_2 \). Здесь \( v_1 = 0.6 \) м/с и \( v_2 = 0.4 \) м/с.
- Шаг 3: Рассчитаем суммарный импульс до столкновения: \( p_{до} = 15000 \text{ кг} × 0.6 \text{ м/с} + 20000 \text{ кг} × 0.4 \text{ м/с} = 9000 \text{ кг} × м/с + 8000 \text{ кг} × м/с = 17000 \text{ кг} × м/с \).
- Шаг 4: После сцепления вагоны будут двигаться как единое целое с общей массой \( M = m_1 + m_2 = 15000 \text{ кг} + 20000 \text{ кг} = 35000 \text{ кг} \) и некоторой общей скоростью \( V \). Импульс после столкновения: \( p_{после} = M V \).
- Шаг 5: По закону сохранения импульса \( p_{до} = p_{после} \): \( 17000 \text{ кг} × м/с = 35000 \text{ кг} × V \).
- Шаг 6: Вычислим конечную скорость \( V \): \( V = \frac{17000 \text{ кг} × м/с}{35000 \text{ кг}} = \frac{17}{35} \text{ м/с} \approx 0.486 \) м/с.
Ответ: ~0.486 м/с