Шар массой m1=200 г движущийся со скоростью v1= 10 м/с
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Шар массой m1=200 г, движущийся со скоростью v1= 10 м/с, ударяет неподвижный шар массой m2=800 г. Удар прямой, центральный, абсолютно упругий. Определить скорости шаров после удара?
Дано:
m1 = 200 г = 0,2 кг
v1 = 10 м/с
m2 = 800 г = 0,8 кг
Найти:
u1 ― ?
u2 ― ?
Ответ
u1 = 6 м/с; u2 = 4 м/с.
Решение
На рисунках изображены шары до и после столкновения. Запишем закон сохранения импульса:
m1v1=m1u1+m2u2
Спроецируем уравнение на ось x:
m1v1=-m1u1+m2u2
u2=m1v1+m1u1m2
При упругом соударении выполняется закон сохранения энергии:
m1v122=m1u122+m2u222;
m1v12=m1u12+m2u22;
m1v12=m1u12+m2m1v1+m1u1m22;
m1v12=m1u12+1m2m1v1+m1u12;
m1m2v12=m1m2u12+m1v1+m1u12;
m1m2v12=m1m2u12+m12v12+2m12v1u1+m12u12;
Сократим на m1:
m2v12=m2u12+m1v12+2m1v1u1+m1u12.
Сгруппируем слагаемые так, чтобы получить квадратное уравнение относительно u1:
(m1+m2)u12+2m1v1u1+(m1+m2)v12=0;
D=4m12v12-4(m1+m2)(m1-m2)v12=4m12v12-4(m12-m22)v12=4m22v12;
u1=-2m1v1±2m2v12(m1+m2).
При знаке "+" получим:
u1=-2m1v1+2m2v12(m1+m2)=m2-m1m1+m2v1;
u1=0,8-0,20,2+0,8⋅10=6 м/с;
u2=(v1+u1)m1m2=(10+6)⋅0,20,8=4 м/с.
При знаке "–" получим:
u1=-2v1(m1+m2)2(m1+m2)=-v1,
т.е