Реши задачу, пошагово выполняя указанные действия и заполняя пропуски. Два пластилиновых шарика массами m1= 3,5 кг и m2= 1,8 кг движутся по гладкой горизонтальной поверхности вдоль одной прямой друг за другом (первый за вторым) со скоростями v1= 6 м/с и v2= 4 м/с соответственно. Через некоторое время шарики сталкиваются, склеиваются и далее начинают двигаться как одно тело. Определи скорость шариков после склеивания. (ответы округли до десятых.)
Шаг 1. Найди импульс первого шарика до взаимодействия:
p1=
кг·м/с.
Шаг 2. Найди импульс второго шарика до взаимодействия:
p2=
кг·м/с.
Шаг 3. Найди суммарный импульс двух шариков до взаимодействия, учитывая, что шарики движутся друг за другом (первый за вторым):
p=
кг·м/с.
Шаг 4. Найди массу тела, которое получается из слипшихся шариков:
m=
кг.
Шаг 5. Обозначив скорость тела после слипания шариков как v, запиши импульс P тела после взаимодействия:
=
⋅
.
Шаг 6. Поскольку два шарика являются замкнутой системой, то для них выполняется закон сохранения импульса: импульс системы до взаимодействия равен импульсу системы после взаимодействия. Составь уравнение согласно закону сохранения импульса:
=
⋅
— и реши его относительно v с точностью до десятых:
v =
м/с.
m1v1-m2v2=(m2+m1)*v'
2-2*x=6*0.3
2x=2-1.8
2x=0.2
x=0.1. Раз нет минуса, значит, с направлением мы угадали, тело 2 двигалось против оси OX со скоростью 0.1 м/c
ответ:
Импульс тела 1 до столкновения был равен p1=m1v1= 2кг*м/c
Импульс тела 2 до столкновения был равен p2=m2v2=0.2кг*м/c
Импульс тел после столкновения стал равен p'=(m1+m2)*v'= 0.3*6= 1.8 кг*м/c
Вектор скорости тела 2 был антинаправлен вектору скорости тела 1. Тело 2 двигалось со скоростью 0.1 м/c
А =F*s*cos (alpha), (1)
где F - сила, действующая на автомобиль (Дж) ,
s - пройденный путь (s = 100 м) ,
alpha - угол между направлением силы тяжести и поверхностью дороги, численно равный разнице 90 град - (минус) угол между поверхностью дороги и горизонтом, т. е. ( 90-4 = 86 град)
F = m*g, (2)
где m - масса автомобиля (m=10 т =10000 кг)
g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с)
Подставляем значения в формулы (2) и (1) и имеем:
F = m*g = 10000*9,81 = 98100 (Н)
A = F*s*cos(alpha) = 98100*100*cos(86 град) = 9810000*0,069756= 684306,36 (Дж) = 68,43 (кДж)
Удачи!