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).