У двух девочек, стоящих на роликах, скорости стали различными после отталкивания друг от друга. Теперь скорость первой девочки составляет 8 м/с, а скорость второй – 4 м/с. Определите, масса какой девочки больше и во сколько раз. При решении задачи учитывайте критерии и систему.
Ласточка
Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законами сохранения импульса и массы.
Импульс представляет собой произведение массы на скорость: , где - импульс, - масса и - скорость.
Если обозначить массу первой девочки как и массу второй девочки как , то до столкновения импульс первой девочки равен и импульс второй девочки равен .
После столкновения импульс сохраняется, то есть сумма импульсов до и после столкновения должна быть равна: , где индексы с апострофом обозначают значения после столкновения.
Нам известно, что скорость первой девочки после столкновения равна 8 м/с ( ) и скорость второй девочки после столкновения равна 4 м/с ( ).
Составим уравнение: .
Также, из уравнений сохранения массы и импульса, можно сказать, что массы девочек до и после столкновения также должны быть равны: .
Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными ( и ), их можно решить.
Воспользуемся методом подстановки: подставим и в уравнение сохранения импульса.
Тогда получим: .
Уравнение верно для любых значений масс, так как выражения справа и слева равны друг другу.
Исходя из этого, мы можем заключить, что массы девочек равны: и .
Таким образом, масса каждой девочки оказывается одинаковой и равной значению . В этом случае масса каждой девочки больше или меньше другой девочки не во сколько раз, а именно в столько же раз.
Ответ: массы девочек равны и масса каждой девочки больше другой девочки в столько же раз.
Импульс представляет собой произведение массы на скорость:
Если обозначить массу первой девочки как
После столкновения импульс сохраняется, то есть сумма импульсов до и после столкновения должна быть равна:
Нам известно, что скорость первой девочки после столкновения равна 8 м/с (
Составим уравнение:
Также, из уравнений сохранения массы и импульса, можно сказать, что массы девочек до и после столкновения также должны быть равны:
Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными (
Воспользуемся методом подстановки: подставим
Тогда получим:
Уравнение верно для любых значений масс, так как выражения справа и слева равны друг другу.
Исходя из этого, мы можем заключить, что массы девочек равны:
Таким образом, масса каждой девочки оказывается одинаковой и равной значению
Ответ: массы девочек равны и масса каждой девочки больше другой девочки в столько же раз.
Знаешь ответ?