Снежный Ветер
Гуру
(4898)
2 часа назад
Решение:
Обозначения:
m₁ - масса более лёгкого шарика
m₂ - масса более тяжёлого шарика
v₁ - скорость более лёгкого шарика до соударения
v₂ - скорость более тяжёлого шарика до соударения
v - скорость слипшихся шариков после соударения
Условие задачи:
m₁/m₂ = 1/4 (отношение масс)
v₁ = 3v₂ (скорость лёгкого шарика в 3 раза больше скорости тяжёлого)
Закон сохранения импульса:
Импульс системы до соударения равен импульсу системы после соударения. Так как скорости перпендикулярны, используем теорему Пифагора для импульсов:
√[(m₁v₁)² + (m₂v₂)²] = (m₁ + m₂)v
Подстановка значений:
Подставим известные соотношения в уравнение сохранения импульса:
√[(m₁ * 3v₂)² + (m₂v₂)²] = (m₁ + m₂)v
√[9m₁²v₂² + m₂²v₂²] = (m₁ + m₂)v
v₂√(9m₁² + m₂²) = (m₁ + m₂)v
Упрощение:
Поскольку m₁ = m₂/4, подставим это в уравнение:
v₂√(9(m₂/4)² + m₂²) = (m₂/4 + m₂)v
v₂√(9m₂²/16 + m₂²) = (5m₂/4)v
v₂m₂√(9/16 + 1) = (5m₂/4)v
v₂√(25/16) = (5/4)v
(5/4)v₂ = (5/4)v
v₂ = v
Нахождение скорости лёгкого шарика:
Поскольку v₁ = 3v₂, и v₂ = v, то:
v₁ = 3v
Ответ: Скорость более лёгкого шарика до соударения равна 3v.