Для решения задачи воспользуемся законом сохранения импульса и формулой кинетической энергии.
Шаг 1. Дано:
- Масса первого шара \( m_1 = 300\,г = 0,3\,кг \)
- Масса второго шара \( m_2 = 0,3\,кг \) (так как он такой же массы)
- Скорость после удара \( v = 2\,м/с \)
- Перед ударом второй шар был неподвижен.
Шаг 2. Определим, что происходит после удара:
- В результате удара оба шара движутся вместе со скоростью \( v = 2\,м/с \).
- Перед ударом первый шар имел неизвестную скорость \( v_1 \).
- Второй шар был неподвижен, значит, его скорость \( v_2 = 0 \).
Шаг 3. Закон сохранения импульса: \[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v \] Подставим известные значения: \[ 0,3 v_1 + 0,3 \times 0 = (0,3 + 0,3) \times 2 \] \[ 0,3 v_1 = 0,6 \times 2 \] \[ 0,3 v_1 = 1,2 \] \[ v_1 = \frac{1,2}{0,3} = 4\,м/с \]
Перед ударом первый шар двигался со скоростью 4 м/с.
Шаг 4. Найдем кинетическую энергию первого шара перед ударом: \[ K_1 = \frac{1}{2} m_1 v_1^2 \] \[ K_1 = \frac{1}{2} \times 0,3 \times 4^2 = 0,15 \times 16 = 2,4\,джоуля \]
Ответ: перед ударом кинетическая энергия первого шара составляла 2,4 джоуля.