Когда кубик массой \( m \) со скоростью \( v \) сталкивается с другим кубиком такой же массы, который находится в покое, важно учитывать закон сохранения импульса. Суммарный импульс системы перед столкновением можно выразить следующим образом:
Перед столкновением:
- Импульс движущегося кубика = \( mv \)
- Импульс покоящегося кубика = \( 0 \)
Следовательно, общий импульс системы до столкновения будет равен:
\[ P_{\text{до}} = mv + 0 = mv \]
После столкновения, по условию задачи, оба кубика движутся как единое целое. При этом их общая масса составляет \( 2m \), а скорость после столкновения обозначим как \( V \).
По закону сохранения импульса, общий импульс до и после столкновения должен оставаться постоянным:
\[ P_{\text{до}} = P_{\text{после}} \]
Таким образом,
\[ mv = 2mV \]
Если мы упростим это уравнение, то получим:
\[ v = 2V \]
Отсюда мы можем найти скорость объединенного кубиков \( V \):
\[ V = \frac{v}{2} \]
Суммарный импульс системы после столкновения будет равен:
\[ P_{\text{после}} = 2mV = 2m \cdot \frac{v}{2} = mv \]
Таким образом, суммарный импульс системы, состоящей из двух кубиков после столкновения, равен тому же значению:
\[ P = mv \]
Это и есть тот итог, который показывает, что импульс системы сохраняется.