У нерухоме тіло вдаряється куля і відскакує від нього зі швидкістю, яка у 3 рази менша за початкову. У скільки разів різняться маси тіла й кулі, якщо під час зіткнення тіло набуло швидкості, що є вдвічі меншою за початкову швидкість кулі?
Искомое положение источника изображено на рисунке. Оно определяется из условия, что касательные к шару лучи света, испущенные источником, падают на границу раздела «вода-воздух» под предельным углом полного отражения. В этом случае действительно ни один луч от источника не выйдет в воздух, т.к. часть лучей будет перекрыта шаром, а все остальные лучи заведомо испытают полное отражение на границе раздела сред. Если переместить источник на меньшую глубину, свет по-прежнему не выйдет из воды, если же, наоборот, погрузить источник глубже, чем Нmax, то найдется часть лучей, которые будут падать на границу под углами, меньшими предельного угла полного отражения, и пройдут в воздух. Минимальный угол α падения луча на границу «вода-воздух» определяется равенством
sinα = R/Hmax. Поскольку при полном отражении sinα = 1/n, Hmax = Rn = 1,33 м.
Решение. 1 случай − направление начальной и конечной скорости совпадают по направлению. Тело разгонятся. Тогда
s = (v2 − vo2)/(2a), или, с учетом того, что v/vo = 4, имеем s = ((4vo2) − vo2)/(2a) = 15vo2)/(2a). Выражаем начальную скорость vo = √{2as/15}. После вычислений vo = √{2 × 0,5 × 60/15} = 2 м/с.
2 случай − направление начальной и конечной скоростей не совпадают. Тело сначала тормозит, потом разгоняется. Путь, пройденный телом, равен сумме пути до разворота и пути разгона после поворота s = s1 + s2 = vo2)/(2a) + (4vo2)/(2a) = 17vo2)/(2a). Откуда vo = √{2 × 0,5 × 60/17} = 1,88 м/с.
Давайте сделаем вывод: как бы мы не решали, выбор падает на1) 2 м/с. С другой стороны тестовая задача, с одним правильным ответом, должна быть четко сформулированной. В данном случае задача имеет двойственное решение.
Искомое положение источника изображено на рисунке. Оно определяется из условия, что касательные к шару лучи света, испущенные источником, падают на границу раздела «вода-воздух» под предельным углом полного отражения. В этом случае действительно ни один луч от источника не выйдет в воздух, т.к. часть лучей будет перекрыта шаром, а все остальные лучи заведомо испытают полное отражение на границе раздела сред. Если переместить источник на меньшую глубину, свет по-прежнему не выйдет из воды, если же, наоборот, погрузить источник глубже, чем Нmax, то найдется часть лучей, которые будут падать на границу под углами, меньшими предельного угла полного отражения, и пройдут в воздух.
sinα = R/Hmax.Минимальный угол α падения луча на границу «вода-воздух» определяется равенством
Поскольку при полном отражении
sinα = 1/n, Hmax = Rn = 1,33 м.
1 случай − направление начальной и конечной скорости совпадают по направлению. Тело разгонятся.
Тогда
s = (v2 − vo2)/(2a),
или, с учетом того, что v/vo = 4, имеем
s = ((4vo2) − vo2)/(2a) = 15vo2)/(2a).
Выражаем начальную скорость
vo = √{2as/15}.
После вычислений
vo = √{2 × 0,5 × 60/15} = 2 м/с.
2 случай − направление начальной и конечной скоростей не совпадают. Тело сначала тормозит, потом разгоняется.
Путь, пройденный телом, равен сумме пути до разворота и пути разгона после поворота
s = s1 + s2 = vo2)/(2a) + (4vo2)/(2a) = 17vo2)/(2a).
Откуда
vo = √{2 × 0,5 × 60/17} = 1,88 м/с.
Давайте сделаем вывод: как бы мы не решали, выбор падает на1) 2 м/с. С другой стороны тестовая задача, с одним правильным ответом, должна быть четко сформулированной. В данном случае задача имеет двойственное решение.