Сила в 15 Н действует на тело массой 7,5 кг в течение 5 с. Определите работу этой силы, если направление векторов перемещения и силы:
а) совпадают; б) составляют угол 300
. Рассчитайте развиваемую силой мощность?

Для начала переведем неудобные 54 км/ч в приятные 15 м/с. Затем, предположив, что "проезжает через туннель" - это промежуток между "первый вагон въехал в туннель" и "последний вагон выехал из туннеля", посчитаем на это основании длину поезда. Примем длину туннеля за м, длину поезда l, скорость нашего поезда м/с, скорость второго поезда , время проезда через туннель сек, а скорость проезда мимо поезда сек. Тогда , оттуда м. Теперь второй случай, поезд мимо поезда , м/с. Второй поезд ехал со скорость 10 метров в секунду.

Разрыв снаряда произойдет на высоте 5 м: h=v²/2g=100/20= 5  м при этом скорость разорвавшегося снаряда в этой точке будет равна 0. следовательно, по закону сохранения импульса суммарный импульс осколков после взаимодействия должен остаться равным 0. снаряд массой 2m   в момент падения будет иметь импульс 40m, точно такой же импульс, но направленный вертикально вверх будет иметь снаряд массой m. значит у него будет скорость направлена вверх и равна 40 м/с. он наберет высоту  h=v²/2g=1600/20= 80  м.осколок меньшей массы поднимется на высоту 80 м от точки разрыва снаряда или на 85 относительно земли