menu
person

Задача №14295

Два шара, двигавшиеся навстречу друг другу, сталкиваются. В результате

Два шара, двигавшиеся навстречу друг другу, сталкиваются. В результате первый шар, имевший скорость 5м/с, остановился. Второй же шар, имевший скорость 3м/с, отлетел назад со скоростью 2м/с. Масса какого шара больше и во сколько раз?

Решение:

Давайте обозначим массу первого шара как \(m_1\) и массу второго шара как \(m_2\). При столкновении шаров, сохраняется импульс системы (сумма импульсов всех объектов), и энергия тоже сохраняется, так как нет внешних сил или потерь энергии.

Импульс \(p\) вычисляется как произведение массы на скорость: \(p = m \cdot v\).

Для первого шара до столкновения:
\(p_{1i} = m_1 \cdot v_{1i} = m_1 \cdot 5 \, \text{м/c}\).

Для второго шара до столкновения:
\(p_{2i} = m_2 \cdot v_{2i} = m_2 \cdot (-3) \, \text{м/c}\) (отрицательное значение, так как шар двигается в обратном направлении).

После столкновения первый шар останавливается, поэтому его импульс становится равным нулю:
\(p_{1f} = 0\).

Второй шар отлетает назад, поэтому его скорость становится положительной:
\(p_{2f} = m_2 \cdot 2 \, \text{м/c}\).

Согласно закону сохранения импульса, сумма начальных импульсов должна быть равна сумме конечных импульсов:
\(p_{1i} + p_{2i} = p_{1f} + p_{2f}\).

Подставляя начальные и конечные импульсы:
\(m_1 \cdot 5 \, \text{м/c} + m_2 \cdot (-3) \, \text{м/c} = 0 + m_2 \cdot 2 \, \text{м/c}\).

Упрощая уравнение:
\(5m_1 - 3m_2 = 2m_2\).

Теперь мы можем решить это уравнение относительно \(m_2\):
\(5m_1 = 5m_2\),
\(m_1 = m_2\).

Таким образом, масса обоих шаров одинакова. Масса первого шара (\(m_1\)) равна массе второго шара (\(m_2\)).

Категория: по физике | Просмотров: 1 | Рейтинг: 2.3/3