Що потрібно знати про другу кульку, щоб вона зупинила першу кульку і сама продовжила рух з такою самою швидкістю

Для решения этой задачи нам понадобится понять основы физики и законы сохранения количества движения и энергии. Когда две кульки сталкиваются, они испытывают обратные по направлению, но равные по модулю силы. Используя законы Ньютона и закон сохранения количества движения, мы можем найти условия, чтобы вторая кулька продолжала двигаться с такой же скоростью в противоположном направлении.

Пусть первая кулька имеет массу \(m_1\) и скорость \(v_1\) до столкновения. Вторая кулька имеет массу \(m_2\) и скорость \(v_2\) до столкновения.

Сила, которую они испытывают, определяется третьим законом Ньютона и равна \(F = -F_{\text{столкновение}}\), где \(F_{\text{столкновение}}\) - сила столкновения. Так как движение происходит в одной плоскости, мы можем рассматривать только горизонтальную составляющую силы. Эта сила изменяет импульс первой кульки, но не влияет на вторую кульку. Таким образом,

\(F_{\text{столкновение}} = m_1 \cdot a_1\),

где \(a_1\) - ускорение первой кульки.

Согласно закону сохранения количества движения, общий импульс перед столкновением равен общему импульсу после столкновения:

\(m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot (-v_1) + m_2 \cdot (-v_2)\).

Учитывая, что мы хотим, чтобы вторая кулька двигалась с такой же скоростью в противоположном направлении, получаем условие:

\(m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot (-v_2)\).

Отсюда мы можем выразить \(v_2\):

\(m_2 \cdot v_2 = m_2 \cdot (-v_2)\).

Так как масса второй кульки \(m_2\) не равна нулю и мы не делим на ноль, условие для второй кульки такое:

\(v_2 = -v_2\).

Очевидно, что такая ситуация возможна только в случае, если скорость второй кульки равна нулю. То есть, чтобы вторая кулька продолжила двигаться с такой же скоростью в противоположном направлении, ее начальная скорость должна быть нулевой.

Таким образом, чтобы вторая кулька зупинила першу кульку і сама продовжила рух з такою самою швидкістю в протилежному напрямку, необходимо, чтобы у второй кульки до столкновения была нулевая скорость.