Для решения задачи, давайте сначала разберем, что такое абсолютно неупругий удар. В результате такого удара предметы, участвующие в столкновении, сливаются в одно тело и движутся с одной и той же скоростью после удара.
Определяем импульсы до удара:
Импульс (p) объекта можно вычислить с помощью формулы:
\( p = m \cdot v \),
где \( m \) — масса, \( v \) — скорость.Для первого шара:
\( p_1 = m_1 \cdot v_1 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 1 \, \text{м/с} = 0.5 \, \text{кг м/с} \).Для второго шара:
\( p_2 = m_2 \cdot v_2 = 0.2 \, \text{кг} \cdot (-4 \, \text{м/с}) = -0.8 \, \text{кг м/с} \).
(Обратите внимание, что мы взяли со знаком минус, так как второй шар движется навстречу первому).Суммируем импульсы до удара:
Теперь найдем общий импульс до удара:
\( p_{\text{total}} = p_1 + p_2 = 0.5 \, \text{кг м/с} + (-0.8 \, \text{кг м/с}) = -0.3 \, \text{кг м/с} \).Применяем закон сохранения импульса:
После неупругого удара суммарный импульс также будет равен \( -0.3 \, \text{кг м/с} \) и будет равен произведению массы и скорости их общего движения:
\( p_{\text{total}} = (m_1 + m_2) \cdot v_f \),
где \( v_f \) — скорость после удара.Подставим известные значения:
\( -0.3 \, \text{кг м/с} = (0.5 \, \text{кг} + 0.2 \, \text{кг}) \cdot v_f \).
\( -0.3 \, \text{кг м/с} = 0.7 \, \text{кг} \cdot v_f \).Находим \( v_f \):
Теперь решим это уравнение для \( v_f \):
\( v_f = \frac{-0.3 \, \text{кг м/с}}{0.7 \, \text{кг}} = -\frac{3}{7} \, \text{м/с} \approx -0.43 \, \text{м/с} \).
Таким образом, после центрального абсолютно неупругого удара скорость обоих шаров будет приблизительно равна \( -0.43 \, \text{м/с} \). Это значит, что они будут двигаться в сторону, в которой изначально двигался второй шар.