Чтобы определить скорость двух шаров после центрального абсолютно неупругого удара, нам нужно сначала рассмотреть закон сохранения импульса.
Импульс( (P) ) определяется как произведение массы тела и его скорости:
[ P = m \cdot v ]
Для двух шаров, имея массы ( m_1 = 0,5 ) кг и ( m_2 = 0,2 ) кг, и скорости ( v_1 = 1 ) м/с (первого шара) и ( v_2 = -4 ) м/с (второго шара, со знаком минус, так как он движется в противоположном направлении), рассчитываем их импульсы до удара:
Импульс первого шара:
[ P_1 = m_1 \cdot v_1 = 0,5 \cdot 1 = 0,5 \ \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Импульс второго шара:
[ P_2 = m_2 \cdot v_2 = 0,2 \cdot (-4) = -0,8 \ \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Теперь, суммируем импульсы двух шаров перед ударом:
[ P_{\text{total}} = P_1 + P_2 = 0,5 - 0,8 = -0,3 \ \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
После абсолютно неупругого удара шары остаются вместе и движутся с одной и той же скоростью ( v_f ). При этом общий импульс после удара также должен равняться ( P_{\text{total}} ), а его выражение будет:
[ P_{\text{total}} = (m_1 + m_2) \cdot v_f ]
Подставляем известные значения:
[ -0,3 = (0,5 + 0,2) \cdot v_f ]
[ -0,3 = 0,7 \cdot v_f ]
Теперь решим уравнение для ( v_f ):
[ v_f = \frac{-0,3}{0,7} \approx -0,43 \ \text{м/с} ]
Таким образом, скорость двух шаров после удара составляет приблизительно ( -0,43 ) м/с, что указывает на то, что они будут двигаться в том же направлении, что и второй шар до удара.