Какова была скорость более быстрого шарика перед абсолютно столкновением, если после него скорости шариков стали равными 1,5 м/c, а векторы их скоростей непосредственно перед столкновением были взаимно перпендикулярны и отличались по модулю вдвое: v1=2v2? Ответ округлите до десятых.
Shmel
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Согласно этому закону, сумма импульсов системы до и после столкновения должна оставаться неизменной.
Импульс обозначается как \(p = m \cdot v\), где \(m\) - масса тела, \(v\) - его скорость.
Пусть \(m_1\) и \(m_2\) - массы шариков, \(v_1\) и \(v_2\) - их скорости перед столкновением, \(u_1\) и \(u_2\) - их скорости после столкновения.
Из условия задачи, после столкновения скорости шариков стали равными 1,5 м/c. То есть \(u_1 = u_2 = 1,5\) м/c.
Также известно, что векторы скоростей шариков перед столкновением были взаимно перпендикулярными и отличались по модулю вдвое: \(v_1 = 2v_2\).
Перейдем к решению задачи:
1. Запишем закон сохранения импульса до и после столкновения:
\[
m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot u_1 + m_2 \cdot u_2
\]
2. Заменим \(v_1\) в соответствии с условием: \(v_1 = 2v_2\):
\[
m_1 \cdot (2v_2) + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot u_1 + m_2 \cdot u_2
\]
3. Заменим \(u_1\) и \(u_2\) значениями, указанными в условии: \(u_1 = u_2 = 1,5\):
\[
m_1 \cdot (2v_2) + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot 1,5 + m_2 \cdot 1,5
\]
4. Раскроем скобки:
\[
2m_1 \cdot v_2 + m_2 \cdot v_2 = 1,5m_1 + 1,5m_2
\]
5. Упростим уравнение:
\[
2m_1 \cdot v_2 + m_2 \cdot v_2 = 1,5(m_1 + m_2)
\]
6. Разделим обе части уравнения на \(v_2\):
\[
2m_1 + m_2 = 1,5(m_1 + m_2)
\]
7. Раскроем скобки:
\[
2m_1 + m_2 = 1,5m_1 + 1,5m_2
\]
8. Перегруппируем слагаемые:
\[
2m_1 - 1,5m_1 = 1,5m_2 - m_2
\]
9. Упростим выражение:
\[
0,5m_1 = 0,5m_2
\]
10. Разделим обе части уравнения на 0,5:
\[
m_1 = m_2
\]
Получили, что масса первого шарика равна массе второго шарика.
Таким образом, перед абсолютно столкновением скорость более быстрого шарика составляет:
\[v_1 = 2v_2 = 2 \cdot 1,5 = 3\ м/c.\]
Ответ округляем до десятых, получается \(v_1 \approx 3,0\) м/c.
Импульс обозначается как \(p = m \cdot v\), где \(m\) - масса тела, \(v\) - его скорость.
Пусть \(m_1\) и \(m_2\) - массы шариков, \(v_1\) и \(v_2\) - их скорости перед столкновением, \(u_1\) и \(u_2\) - их скорости после столкновения.
Из условия задачи, после столкновения скорости шариков стали равными 1,5 м/c. То есть \(u_1 = u_2 = 1,5\) м/c.
Также известно, что векторы скоростей шариков перед столкновением были взаимно перпендикулярными и отличались по модулю вдвое: \(v_1 = 2v_2\).
Перейдем к решению задачи:
1. Запишем закон сохранения импульса до и после столкновения:
\[
m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot u_1 + m_2 \cdot u_2
\]
2. Заменим \(v_1\) в соответствии с условием: \(v_1 = 2v_2\):
\[
m_1 \cdot (2v_2) + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot u_1 + m_2 \cdot u_2
\]
3. Заменим \(u_1\) и \(u_2\) значениями, указанными в условии: \(u_1 = u_2 = 1,5\):
\[
m_1 \cdot (2v_2) + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot 1,5 + m_2 \cdot 1,5
\]
4. Раскроем скобки:
\[
2m_1 \cdot v_2 + m_2 \cdot v_2 = 1,5m_1 + 1,5m_2
\]
5. Упростим уравнение:
\[
2m_1 \cdot v_2 + m_2 \cdot v_2 = 1,5(m_1 + m_2)
\]
6. Разделим обе части уравнения на \(v_2\):
\[
2m_1 + m_2 = 1,5(m_1 + m_2)
\]
7. Раскроем скобки:
\[
2m_1 + m_2 = 1,5m_1 + 1,5m_2
\]
8. Перегруппируем слагаемые:
\[
2m_1 - 1,5m_1 = 1,5m_2 - m_2
\]
9. Упростим выражение:
\[
0,5m_1 = 0,5m_2
\]
10. Разделим обе части уравнения на 0,5:
\[
m_1 = m_2
\]
Получили, что масса первого шарика равна массе второго шарика.
Таким образом, перед абсолютно столкновением скорость более быстрого шарика составляет:
\[v_1 = 2v_2 = 2 \cdot 1,5 = 3\ м/c.\]
Ответ округляем до десятых, получается \(v_1 \approx 3,0\) м/c.
Знаешь ответ?