Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса.
Изначально у нас два тела, движущиеся навстречу друг другу. Обозначим массы этих тел как \( m_1 \) и \( m_2 \), а их скорости как \( v_1 = 7,0 \, \text{м/с} \) (первое тело) и \( v_2 = -7,0 \, \text{м/с} \) (второе тело, со знаком минус, потому что оно движется в противоположном направлении).
Импульс системы до столкновения равен сумме импульсов обоих тел:
\[ P_{\text{до}} = m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 \cdot 7,0 + m_2 \cdot (-7,0) = 7,0 m_1 - 7,0 m_2 \]
После соударения оба тела движутся вместе со скоростью \( u = 3,0 \, \text{м/с} \). Импульс системы после столкновения будет:
\[ P_{\text{после}} = (m_1 + m_2) u = (m_1 + m_2) \cdot 3,0 \]
Согласно закону сохранения импульса, импульс до столкновения равен импульсу после столкновения:
\[ 7,0 m_1 - 7,0 m_2 = (m_1 + m_2) \cdot 3,0 \]
Теперь преобразуем это уравнение. Перепишем его:
\[ 7,0 m_1 - 7,0 m_2 = 3,0 m_1 + 3,0 m_2 \]
Соберем все члены, содержащие \( m_1 \) и \( m_2 \), в одну сторону:
\[ 7,0 m_1 - 3,0 m_1 = 7,0 m_2 + 3,0 m_2 \]
Это упростится до:
\[ 4,0 m_1 = 10,0 m_2 \]
Теперь мы можем выразить отношение масс \( \frac{m_1}{m_2} \):
\[ \frac{m_1}{m_2} = \frac{10,0}{4,0} = \frac{5}{2} \]
Таким образом, отношение массы первого тела к массе второго тела равно \( \frac{5}{2} \).