Шар массой 3 кг, движущийся со скоростью v, налетает на покоящийся шар и после абсолютно упругого столкновения отскакивает от него под углом 90° к первоначальному направлению своего движения со скоростью v/2. Определите массу второго шара. Поверхности шаров гладкие.
Обозначим массу второго шара через М. Так как столкновение абсолютно упругое, то используем законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса: m1v = m1v1 + m2*v2,
где m1 = 3 кг - масса первого шара, v - начальная скорость первого шара, v1 - скорость первого шара после столкновения, v2 - скорость второго шара после столкновения.
Закон сохранения энергии: (m1v^2)/2 = (m1v1^2)/2 + (m2*v2^2)/2,
Подставим v1 = v/2 и решим систему уравнений:
3v = 3v/2 + M(v/2), 3v^2/2 = 3v^2/8 + M(v^2/8).
Решив данную систему уравнений, получим М = 12 кг.
Обозначим массу второго шара через М. Так как столкновение абсолютно упругое, то используем законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса:m1v = m1v1 + m2*v2,
где m1 = 3 кг - масса первого шара,
Закон сохранения энергии:v - начальная скорость первого шара,
v1 - скорость первого шара после столкновения,
v2 - скорость второго шара после столкновения.
(m1v^2)/2 = (m1v1^2)/2 + (m2*v2^2)/2,
Подставим v1 = v/2 и решим систему уравнений:
3v = 3v/2 + M(v/2),
3v^2/2 = 3v^2/8 + M(v^2/8).
Решив данную систему уравнений, получим М = 12 кг.
Итак, масса второго шара составляет 12 кг.