Тема . Механика. Импульс и Энергия

.01 Абсолютно упругий удар

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. импульс и энергия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#32427

Гладкая упругая шайба радиуса R  , движущаяся со скоростью v0   , упруго сталкивается с такой же шайбой, покоящейся на гладкой горизонтальной поверхности. В результате столкновения скорость налетающей шайбы уменьшается вдвое.
1. Найдите расстояние d  от центра покоившейся шайбы до прямой, по которой двигался центр налетающей шайбы.
2. Через какое время t  после соударения расстояние между центрами шайб будет равно S  ?

Источники: Физтех, 2019, 10

Показать ответ и решение

PIC

Рассмотрим соударение тел более подробно. Введём оси вдоль линии удара, ось ⊥ и ось ∥ . Силы в момент удара направлены только вдоль прямой соединяющей центры шайб (линия удара), это значит, что второе тело после удара будет двигаться вдоль этой прямой. Докажем, используя ЗСИ и ЗСЭ, что первая шайба будет двигаться перпендикулярно линии удара. Для этого представим соударение шайб, как центральный удар вдоль оси ∥ . Тогда ЗСЭ и ЗСИ в проекции на ось ∥ :

mv0 ∥ = mv2  − mv1 ∥

mv2    mv2    mv2
---0-= ---2-+ ---1-
 2       2      2

v2 = v2 +  v2
 0    0∥    0⊥

v2 = v2 +  v2
 1    1∥    1⊥

v   =  v
 0⊥     1⊥

⇒  v0∥ = v2 + v1∥ ⇒ v0∥ = v0∥ + v1∥ + v1∥ ⇒ v1∥ = 0

То есть после удара скорость первой шайбы будет равна v1 = v0⊥ , второй v2 = v0∥ .

По условию задачи скорость налетающей шайбы уменьшается вдвое после удара, то есть:

           v
v1 = v0⊥ =  -0 = v0 sin α ⇒  α = 30∘
            2

Из треугольника:

sin α = -d- =  1-⇒  d = R
       2R     2

Тогда скорость второй шайбы после столкновения:

                       √ --
                     v0  3
v2 = v0∥ = v0cosα =  --2---

PIC

Из рисунка по теореме Пифагора:

S2 = (v1t)2 + (2R + v2t)2

        v2             √ --      3v2
⇒  S2 = -0-t2 + 4R2 +  2  3Rv0t + --0-t2
         4                        4

⇒  v2t2 + 2√3Rv  t + (4R2 − S2 ) = 0
    0            0

       √S2--−-R2-− √3R-
⇒  t = ------------------
              v0
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!