Якою швидкістю почне рухатись нерухоме ядро, якщо куля, яка рухається горизонтально зі швидкістю 500, відскакує від нього і рухається у протилежному напрямку зі швидкістю 400? Маса кулі дорівнює 10 грам.
Илья
Для решения данной задачи нам понадобятся законы сохранения импульса и энергии.
Сначала рассмотрим закон сохранения импульса. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. По условию, у нас есть два тела: ядро и куля. Перед столкновением их общий импульс равен нулю, так как ядро неподвижно. После столкновения, общий импульс двух тел также равен нулю. То есть, импульсы кули и ядра должны быть равны по абсолютной величине.
Пусть \(v_1\) - скорость ядра после отскока, а \(v_2\) - скорость кули после отскока.
Исходя из закона сохранения импульса, получаем уравнение:
\[-mv_1 + mv_2 = 0\]
где \(m\) - масса каждой зарядки.
Теперь рассмотрим закон сохранения энергии. Энергия кули до отскока равна энергии кули после отскока. Энергия кули равна:
\[E = \frac{1}{2} m v^2\]
где \(v\) - скорость кули.
Следовательно, энергия кули до отскока равна энергии кули после отскока:
\[\frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} mv_2^2\]
Отсюда можно выразить скорость ядра \(v_1\):
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Итак, мы получили систему уравнений:
\[-mv_1 + mv_2 = 0\]
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Теперь подставим значение массы кули и известные скорости:
\[-0.01 \cdot v_1 + 0.01 \cdot v_2 = 0\]
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Далее решим систему уравнений. Получаем значение скорости ядра \(v_1 = -200\) и скорости кули \(v_2 = 400\).
Ответ: Ядро начинает двигаться со скоростью -200.
Сначала рассмотрим закон сохранения импульса. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. По условию, у нас есть два тела: ядро и куля. Перед столкновением их общий импульс равен нулю, так как ядро неподвижно. После столкновения, общий импульс двух тел также равен нулю. То есть, импульсы кули и ядра должны быть равны по абсолютной величине.
Пусть \(v_1\) - скорость ядра после отскока, а \(v_2\) - скорость кули после отскока.
Исходя из закона сохранения импульса, получаем уравнение:
\[-mv_1 + mv_2 = 0\]
где \(m\) - масса каждой зарядки.
Теперь рассмотрим закон сохранения энергии. Энергия кули до отскока равна энергии кули после отскока. Энергия кули равна:
\[E = \frac{1}{2} m v^2\]
где \(v\) - скорость кули.
Следовательно, энергия кули до отскока равна энергии кули после отскока:
\[\frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} mv_2^2\]
Отсюда можно выразить скорость ядра \(v_1\):
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Итак, мы получили систему уравнений:
\[-mv_1 + mv_2 = 0\]
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Теперь подставим значение массы кули и известные скорости:
\[-0.01 \cdot v_1 + 0.01 \cdot v_2 = 0\]
\[v_1 = \frac{v_2}{2}\]
Далее решим систему уравнений. Получаем значение скорости ядра \(v_1 = -200\) и скорости кули \(v_2 = 400\).
Ответ: Ядро начинает двигаться со скоростью -200.
Знаешь ответ?