Решим обе задачи поочередно.
Задача 1.
Дано:
- Масса первого шара ( m_1 = 4 ) кг
- Масса второго шара ( m_2 = 2 ) кг
- Скорость после удара ( V = 2 ) м/с
По закону сохранения импульса:
[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = (m_1 + m_2) \cdot V ]
где ( v_1 ) — скорость первого шара до соударения, ( v_2 = 0 ) (второй шар неподвижен).
Подставим известные значения в уравнение:
[ 4 \cdot v_1 + 2 \cdot 0 = (4 + 2) \cdot 2 ]
[ 4 \cdot v_1 = 6 \cdot 2 ]
[ 4 \cdot v_1 = 12 ]
Теперь найдем ( v_1 ):
[ v_1 = \frac{12}{4} = 3 , \text{м/с} ]
Таким образом, скорость первого шара до соударения равна 3 м/с.
Задача 2.
Дано:
- Масса пушки ( m_1 = 800 ) кг
- Масса ядра ( m_2 = 1 ) кг
- Скорость ядра ( v_2 = 400 ) м/с
По закону сохранения импульса:
[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 0 ]
где ( v_1 ) — скорость пушки (отдачи).
Подставим значения:
[ 800 \cdot v_1 + 1 \cdot 400 = 0 ]
Из этого уравнения:
[ 800 \cdot v_1 = -400 ]
Теперь найдем ( v_1 ):
[ v_1 = \frac{-400}{800} = -0.5 , \text{м/с} ]
Знак минус указывает на то, что пушка движется в противоположном направлении относительно движения ядра.
Таким образом, скорость отдачи пушки равна 0.5 м/с (направление противоположное движению ядра).