Два идеально упругих шара массами 4 и 6 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 10 и 5 м с соответственно. а) Рассчитайте импульс системы шаров.  б) Шары абсолютно упруго сталкиваются. Запишите закон сохранения импульса шаров для этого удара. в) Первый шар после удара приобрел скорость 5 м/с. Определите скорость второго.
от

1 Ответ

Дано:  
Масса первого шара (m1) = 4 кг,  
Масса второго шара (m2) = 6 кг,  
Скорость первого шара (v1) = 10 м/с,  
Скорость второго шара (v2) = -5 м/с.

Найти:  
а) Импульс системы шаров.  
б) Закон сохранения иммпульса.  
в) Скорость второго шара после удара.

Решение:  
а) Импульс системы шаров можно рассчитать по формуле:  
p = m1 * v1 + m2 * v2,  
где  
p - импульс,  
m1 - масса первого шара,  
v1 - скорость первого шара,  
m2 - масса второго шара,  
v2 - скорость второго шара.  
Рассчитаем:  
p = 4 кг * 10 м/с + 6 кг * (-5) м/с = 40 кг*м/с - 30 кг*м/с = 10 кг*м/с.

б) Закон сохранения импульса для абсолютно упругого столкновения:  
m1 * v1i + m2 * v2i = m1 * v1f + m2 * v2f,  
где  
v1i - начальная скорость первого шара,  
v2i - начальная скорость второго шара,  
v1f - конечная скорость первого шара,  
v2f - конечная скорость второго шара.

в) Для определения скорости второго шара после удара используем данные о скорости первого шара после удара и закон сохранения импульса:
4 * 10 + 6 * (-5) = 4 * 5 + 6 * v2f,  
40 - 30 = 20 + 6v2f,  
10 = 20 + 6v2f,  
6v2f = -10,  
v2f = -10/6,  
v2f = -5/3 м/с.

Ответ:  
а) Импульс системы шаров: 10 кг*м/с.  
б) 4 * 10 + 6 * (-5) = 4 * 5 + 6 * v2f.  
в) Скорость второго шара после удара: -5/3 м/с.
от