Почему младшая сестра откатывается с большей скоростью дважды, несмотря на то, что и во время первого и во время

В данной ситуации можно объяснить это явление, используя законы физики. Когда старшая сестра отталкивает младшую, происходит передача импульса от старшей сестры младшей. По закону сохранения импульса, импульс, переданный старшей сестрой, должен быть равным импульсу, полученному младшей сестрой.

Представим, что младшая сестра массой \(m_1\) находится на покатой поверхности и начальная скорость передачи импульса равна \(v_1\). Старшая сестра массой \(m_2\) отталкивает младшую сестру с некоторой силой, передавая ей импульс \(p_2\). После отталкивания младшая сестра получает скорость \(v_2\).

Когда происходит первое отталкивание, младшая сестра может получить некоторую начальную скорость \(v_1\) и ускорение под действием силы, пропорциональной отталкивающей силе старшей сестры и обратно пропорциональной массе младшей сестры \(m_1\).

То есть, ускорение младшей сестры равно \(a = \frac{F}{m_1}\), где \(F\) - сила, переданная от старшей сестры младшей.

Во время второго отталкивания, младшая сестра уже имеет начальную скорость \(v_2\), которая преобразуется в ускорение \(a\) под действием силы отталкивания. Ускорение может быть одинаковым для обоих отталкиваний.

Однако, во время второго отталкивания младшая сестра уже обладает некоторой скоростью и, следовательно, имеет большую кинетическую энергию, чем во время первого отталкивания. Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на объект, пропорциональна его ускорению и массе, то есть \(F = m_1 \cdot a\).

Таким образом, исходя из формулы \(F = m_1 \cdot a\), мы можем видеть, что для одного и того же ускорения \(a\) и массы \(m_1\), сила \(F\) будет одинаковой при каждом отталкивании.

Однако, при отталкивании со скоростью \(v_2\) младшая сестра уже обладает некоторой кинетической энергией, которая расходуется на преодоление трения и других сил сопротивления. Следовательно, непосредственно после отталкивания младшая сестра будет иметь меньшую скорость, по сравнению с той, которую она имела во время первого отталкивания.

Таким образом, младшая сестра откатывается с большей скоростью во время второго отталкивания, несмотря на то, что она ожидала, что ее старшая сестра будет откатываться быстрее, потому что она имеет меньшую начальную скорость после отталкивания. Это обусловлено тем, что часть ее кинетической энергии была потеряна при преодолении сил сопротивления, таких как трение и воздушное сопротивление.