Две шайбы, скорости которых V1 = 2,5м/с и V2 = 2 м/с, движутся по прямой, в одном и том же направлении. Происходит абсолютно упругий центральный удар. Через какое время T после соударения расстояние между шайбами будет равно L = 1,5м? Шайбы движутся по гладкой горизонтальной плоскости
Перед соударением скорости шайб равны V1 = 2,5 м/с и V2 = 2 м/с. После центрального удара они будут двигаться с новыми скоростями v1 и v2, их модули будут равны соответственно v1' и v2'.
Так как удар абсолютно упругий, то по закону сохранения импульса верно равенство m1 V1 + m2 V2 = m1 v1' + m2 v2', где m1 и m2 - массы шайб, V1 и V2 - начальные скорости шайб, v1' и v2' - конечные скорости шайб.
После удара выполняется условие консервации энергии: (m1 V1^2)/2 + (m2 V2^2)/2 = (m1 v1'^2)/2 + (m2 v2'^2)/2, где m1 V1^2/2 и m2 V2^2/2 - начальная кинетическая энергия системы, m1 v1'^2/2 и m2 v2'^2/2 - конечная кинетическая энергия системы.
Исключим из этих уравнений скорости v1' и v2', выразив их через скорость центра масс Vцм и относительную скорость относительно центра масс Vотн:
v1' = Vцм + Vотн v2' = Vцм - Vотн
Далее найдем относительную скорость Vотн и скорость центра масс Vцм шайб:
Vотн = V1 - V2 Vцм = (m1 V1 + m2 V2) / (m1 + m2)
Подставим эти значения в уравнение для расстояния между шайбами после соударения:
L = Vцм * T
где T - время после соударения.
Таким образом, мы получаем уравнение для нахождения времени T:
L = ((m1 V1 + m2 V2) / (m1 + m2)) * T
Подставляем известные данные: m1, m2, V1, V2 и L и решаем полученное уравнение.
Перед соударением скорости шайб равны V1 = 2,5 м/с и V2 = 2 м/с. После центрального удара они будут двигаться с новыми скоростями v1 и v2, их модули будут равны соответственно v1' и v2'.
Так как удар абсолютно упругий, то по закону сохранения импульса верно равенство m1 V1 + m2 V2 = m1 v1' + m2 v2', где m1 и m2 - массы шайб, V1 и V2 - начальные скорости шайб, v1' и v2' - конечные скорости шайб.
После удара выполняется условие консервации энергии: (m1 V1^2)/2 + (m2 V2^2)/2 = (m1 v1'^2)/2 + (m2 v2'^2)/2, где m1 V1^2/2 и m2 V2^2/2 - начальная кинетическая энергия системы, m1 v1'^2/2 и m2 v2'^2/2 - конечная кинетическая энергия системы.
Исключим из этих уравнений скорости v1' и v2', выразив их через скорость центра масс Vцм и относительную скорость относительно центра масс Vотн:
v1' = Vцм + Vотн
v2' = Vцм - Vотн
Далее найдем относительную скорость Vотн и скорость центра масс Vцм шайб:
Vотн = V1 - V2
Vцм = (m1 V1 + m2 V2) / (m1 + m2)
Подставим эти значения в уравнение для расстояния между шайбами после соударения:
L = Vцм * T
где T - время после соударения.
Таким образом, мы получаем уравнение для нахождения времени T:
L = ((m1 V1 + m2 V2) / (m1 + m2)) * T
Подставляем известные данные: m1, m2, V1, V2 и L и решаем полученное уравнение.