1) Какая будет скорость шарика после столкновения с бесконечно тяжёлой стенкой, при которой шарик двигается

1) Чтобы определить скорость шарика после столкновения со стенкой, мы можем использовать законы сохранения импульса. Импульс - это величина, равная произведению массы объекта на его скорость.

Перед столкновением импульс шарика будет равен \( p_1 = m \cdot v_1 \), где \( m \) - масса шарика, а \( v_1 \) - его начальная скорость.

Импульс стенки перед столкновением будет равен \( p_2 = M \cdot V_2 \), где \( M \) - масса стенки, а \( V_2 \) - ее начальная скорость.

После столкновения считаем, что стенка останавливается, так как она бесконечно тяжелая. Поэтому ее конечная скорость будет равна нулю, \( V_f = 0 \).

Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после столкновения должна оставаться постоянной. То есть:

\[ p_1 + p_2 = p_f \]

\[ m \cdot v_1 + M \cdot V_2 = m \cdot v_f + 0 \]

Поскольку стена движется в направлении шарика, ее скорость считается отрицательной. Пусть \( v_f \) - скорость шарика после столкновения.

\[ m \cdot v_1 + M \cdot (-V_2) = m \cdot v_f \]

Подставляем известные значения:

\( m = \text{масса шарика} \)

\( v_1 = \text{начальная скорость шарика} = 4 \, \text{м/с} \)

\( M = \text{масса стенки} \)

\( V_2 = \text{начальная скорость стенки} = -3 \, \text{м/с} \)

Решим уравнение относительно \( v_f \):

\[ m \cdot v_1 + M \cdot (-V_2) = m \cdot v_f \]

\[ m \cdot 4 + M \cdot (-(-3)) = m \cdot v_f \]

\[ 4m + 3M = m \cdot v_f \]

Ответ:

Скорость шарика после столкновения со стенкой будет равна \( v_f = \frac{{4m + 3M}}{{m}} \) м/с.

2) Для определения скорости движения обруча, мы также можем использовать законы сохранения энергии и импульса. Однако, нам нужно знать дополнительные детали о геометрии и физике движения обруча.

Пожалуйста, предоставьте больше информации о конкретной задаче с обручом, чтобы я мог помочь вам решить его и объяснить ответ школьнику.