Два тела движутся навстречу друг другу и после столкновения движутся как единое целое. Скорость первого тела до столкновения 2 м/с, а скорость второго 4 м/с. Общая скорость тел после столкновения равна 1 м/с и направлена так же, как начальная скорость первого тела. Во сколько раз начальная кинетическая энергия первого тела больше начальной кинетической энергии второго тела?
от

1 Ответ

дано:  
v_1 = 2 м/с (скорость первого тела)  
v_2 = 4 м/с (скорость второго тела)  
v_f = 1 м/с (общая скорость после столкновения).

найти:  
во сколько раз начальная кинетическая энергия первого тела больше начальной кинетической энергии второго тела.

решение:  
1. Найдем кинетическую энергию первого тела K.E._1:

K.E._1 = (1/2) * m_1 * v_1^2.

2. Найдем кинетическую энергию второго тела K.E._2:

K.E._2 = (1/2) * m_2 * v_2^2.

3. После столкновения оба тела движутся как единое целое, поэтому используем закон сохранения импульса для нахождения соотношения масс:

m_1 * v_1 - m_2 * v_2 = (m_1 + m_2) * v_f.

4. Подставим значения:

m_1 * 2 - m_2 * 4 = (m_1 + m_2) * 1.

5. Раскроем скобки:

2m_1 - 4m_2 = m_1 + m_2.

6. Переносим все слагаемые в одну сторону:

2m_1 - m_1 - 4m_2 - m_2 = 0,  
m_1 - 5m_2 = 0.

7. Получаем соотношение между массами:

m_1 = 5m_2.

8. Теперь подставим это значение в формулы для кинетической энергии:

K.E._1 = (1/2) * (5m_2) * (2)^2 = (1/2) * 5m_2 * 4 = 10m_2.

K.E._2 = (1/2) * m_2 * (4)^2 = (1/2) * m_2 * 16 = 8m_2.

9. Теперь найдем отношение K.E._1 и K.E._2:

K.E._1 / K.E._2 = (10m_2) / (8m_2) = 10 / 8 = 1,25.

ответ:  
Начальная кинетическая энергия первого тела в 1,25 раз больше начальной кинетической энергии второго тела.
от