Задача решается за счет сохранения импульса для изолированной системы при неупругом столкновении (они движутся вместе после удара).
Делаем следующие обозначения и шаги:
- Заданные направления:
- Пусть ось направлена вдоль движения первого шарика.
- Изначальная скорость первого шарика: u1 = +9 м/с.
- Изначальная скорость второго шарика: u2 = -3,2 м/с (понимаем, что шарики движутся навстречу друг другу).
После удара оба шарика движутся с одинаковой скоростью v_f. По условию v_f = +6,3 м/с (скорость направлена вправо).
Закон сохранения импульса для системы (изолированная система): m1 u1 + m2 u2 = (m1 + m2) v_f
Подстановка чисел: 9 m1 + (-3,2) m2 = (m1 + m2) · 6,3 9 m1 - 3,2 m2 = 6,3 m1 + 6,3 m2
Перебираем члены: (9 - 6,3) m1 = (6,3 + 3,2) m2 2,7 m1 = 9,5 m2
Нахождение отношения масс: m1 / m2 = 9,5 / 2,7 ≈ 3,5185
Округлим до сотых: m1 / m2 ≈ 3,52
- Проверка условия, что изначальный импульс первого шара был больше импульса второго:
- اندازه проверить: 9 m1 > 3,2 m2 Подставим отношение: 9 m1 = 9·3,52 m2 ≈ 31,68 m2, что больше 3,2 m2. Условие соблюдается.
Ответ: m1 / m2 ≈ 3,52.