Шар массой m1, движущийся со скоростью V , налетает на покоящийся шар массой m2 (рис. 1). Могут ли после соударения скорости шаров V1 и V2 иметь направления, показанные на рис. 2 (а и б)? 1) могут в случае б; 2) могут в случае а; 3) могут в обоих случаях; 4) не могут ни в одном из указанных случаев.
Для решения данной задачи необходимо применить законы сохранения импульса и энергии. Сначала рассмотрим случай а.
1) Случай а: шар массой m1 движется слева направо со скоростью V, налетает на покоящийся шар массой m2.
Перед соударением оба шара имеют нулевую общую скорость. После соударения они начнут двигаться вместе, со скоростью V1 и V2, как показано на рисунке 2а.
Мы можем применить закон сохранения импульса, который гласит, что общий импульс системы до соударения равен общему импульсу системы после соударения. Математически это можно записать следующим образом:
m1 * V = (m1 + m2) * V1
где m1 и m2 - массы шаров, V - начальная скорость шара m1, V1 - скорость обоих шаров после соударения.
2) Случай б: шар массой m2 движется слева направо со скоростью V, налетает на покоящийся шар массой m1.
Аналогично, перед соударением оба шара имеют нулевую общую скорость. После соударения они начнут двигаться вместе, со скоростью V1 и V2, как показано на рисунке 2б.
Мы также можем применить закон сохранения импульса, записывая его следующим образом:
m2 * V = (m1 + m2) * V2
где m1 и m2 - массы шаров, V - начальная скорость шара m2, V2 - скорость обоих шаров после соударения.
Теперь нужно проанализировать возможные направления скоростей V1 и V2.
3) В случае а: мы видим, что шар массой m1, который движется слева направо, налетает на покоящийся шар массой m2. После соударения шары движутся вправо. То есть V1 и V2 имеют одинаковое направление, указанное на рисунке 2а. То есть в случае а возможно такое направление скоростей.
4) В случае б: мы видим, что шар массой m2, который движется слева направо, налетает на покоящийся шар массой m1. После соударения шары также движутся вправо. То есть V1 и V2 имеют одинаковое направление, указанное на рисунке 2б. То есть в случае б возможно такое направление скоростей.
Итак, ответ на данный вопрос: скорости шаров после соударения могут иметь направления, показанные на рисунках 2а и 2б. Поэтому правильный ответ: 3) могут в обоих случаях.
1) Случай а: шар массой m1 движется слева направо со скоростью V, налетает на покоящийся шар массой m2.
Перед соударением оба шара имеют нулевую общую скорость. После соударения они начнут двигаться вместе, со скоростью V1 и V2, как показано на рисунке 2а.
Мы можем применить закон сохранения импульса, который гласит, что общий импульс системы до соударения равен общему импульсу системы после соударения. Математически это можно записать следующим образом:
m1 * V = (m1 + m2) * V1
где m1 и m2 - массы шаров, V - начальная скорость шара m1, V1 - скорость обоих шаров после соударения.
2) Случай б: шар массой m2 движется слева направо со скоростью V, налетает на покоящийся шар массой m1.
Аналогично, перед соударением оба шара имеют нулевую общую скорость. После соударения они начнут двигаться вместе, со скоростью V1 и V2, как показано на рисунке 2б.
Мы также можем применить закон сохранения импульса, записывая его следующим образом:
m2 * V = (m1 + m2) * V2
где m1 и m2 - массы шаров, V - начальная скорость шара m2, V2 - скорость обоих шаров после соударения.
Теперь нужно проанализировать возможные направления скоростей V1 и V2.
3) В случае а: мы видим, что шар массой m1, который движется слева направо, налетает на покоящийся шар массой m2. После соударения шары движутся вправо. То есть V1 и V2 имеют одинаковое направление, указанное на рисунке 2а. То есть в случае а возможно такое направление скоростей.
4) В случае б: мы видим, что шар массой m2, который движется слева направо, налетает на покоящийся шар массой m1. После соударения шары также движутся вправо. То есть V1 и V2 имеют одинаковое направление, указанное на рисунке 2б. То есть в случае б возможно такое направление скоростей.
Итак, ответ на данный вопрос: скорости шаров после соударения могут иметь направления, показанные на рисунках 2а и 2б. Поэтому правильный ответ: 3) могут в обоих случаях.