Задача описывает абсолютно неупругое столкновение, т.е. после удара шарики движутся вместе с одним общим скоростью.
Данные:
- m1 = 100 г = 0.1 кг
- v1 = 4 м/с
- m2 = 300 г = 0.3 кг
- v2 = 0 м/с (неподвижный шарик)
Закон сохранения количества движения В полностью неупругом столкновении суммарная моментум до столкновения равна суммарной моментум после столкновения, а после удара шарики движутся вместе с общим ускорением скорости v_f.
Вычисление финальной скорости
- Начальный импульс: p_i = m1v1 + m2v2 = 0.14 + 0.30 = 0.4 кг·м/с
- Общая масса после столкновения: M = m1 + m2 = 0.1 + 0.3 = 0.4 кг
- Общая скорость после столкновения: v_f = p_i / M = 0.4 / 0.4 = 1 м/с
Ответ: после столкновения оба шарика движутся вместе со скоростью 1 м/с в том же направлении, в котором до удара двигался первый шарик.
Дополнительный комментарий:
- Энергия не сохраняется в таком столкновении. Начальная кинетическая энергия: (1/2)m1v1^2 = 0.50.116 = 0.8 Дж. Конечная кинетическая энергия: (1/2)(m1+m2)v_f^2 = 0.50.41^2 = 0.2 Дж. Потери энергии: 0.8 - 0.2 = 0.6 Дж.