Дано:
Масса шара m1 = 1 кг
Скорость шара до удара v1 = b м/с
Масса бруска m2 = 400 г = 0.4 кг
Скорость отскока шара v2 = 4 м/с
Найти:
Высоту, на которую поднимется брусок
Решение:
Используем закон сохранения импульса для данной системы. После столкновения силы внешние отсутствуют, так как все движение происходит вдоль горизонтальной поверхности.
m1v1 = (m1 + m2)v2
Отсюда найдем скорость шара после удара:
v1 = (m1 + m2)v2 / m1
v1 = (1 + 0.4) * 4 / 1
v1 = 2.4 м/с
Используем закон сохранения энергии, чтобы найти высоту, на которую поднимется брусок:
(1/2)(m1 + m2)v1^2 = (m1 + m2)gh
Отсюда найдем h:
h = v1^2 / (2g)
h = 2.4^2 / (2 * 9.81)
h ≈ 0.58 м
Ответ:
Брусок поднимется на высоту около 0.58 м.