На неподвижный шарик массой 4 кг налетает шарик массой 1 кг и улетает обратно. Определите скорость, с которой начнет двигаться после столкновения более тяжелый шарик, если легкий шарик до столкновения имел скорость 5 м / с.
где m1, v1 - масса и скорость первого шарика до столкновения, m2, v2 - масса и скорость второго шарика до столкновения, u - скорость общего тела после столкновения.
Подставляем известные значения:
4 0 + 1 5 = (4 + 1) * u, 5 = 5u, u = 1 м/с.
Закон сохранения энергии:
(m1 v1^2)/2 + (m2 v2^2)/2 = ((m1 + m2) * u^2)/2,
где м1, v1 - масса и скорость первого шарика до столкновения, m2, v2 - масса и скорость второго шарика до столкновения, u - скорость общего тела после столкновения.
Используем законы сохранения импульса и энергии:
Закон сохранения импульса:m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)u,
где m1, v1 - масса и скорость первого шарика до столкновения,
m2, v2 - масса и скорость второго шарика до столкновения,
u - скорость общего тела после столкновения.
Подставляем известные значения:
4 0 + 1 5 = (4 + 1) * u,
Закон сохранения энергии:5 = 5u,
u = 1 м/с.
(m1 v1^2)/2 + (m2 v2^2)/2 = ((m1 + m2) * u^2)/2,
где м1, v1 - масса и скорость первого шарика до столкновения,
m2, v2 - масса и скорость второго шарика до столкновения,
u - скорость общего тела после столкновения.
Подставляем известные значения:
(4 0^2)/2 + (1 5^2)/2 = ((4 + 1) 1^2)/2,
0 + 12.5 = 2.5 u^2,
u^2 = 5,
u = sqrt(5) = 2.24 м/с.
Таким образом, скорость, с которой начнет двигаться более тяжелый шарик после столкновения, составит 2.24 м/с.