Консультация № 191334
07.09.2017, 21:24
0.00 руб.
0 6 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Шайба массой m1 = 0,1 кг скользит по гладкому горизонтальному
столу со скоростью v1 = 2 м/с. Навстречу ей движется шайба массой
m2 = 0,2 кг со скоростью v2 = 1 м/с. Центры шайб движутся по параллельным прямым. Происходит абсолютно упругий нецентральный
удар. Во сколько раз изменится кинетическая энергия первой шайбы в
результате соударения? Шайбы гладкие.

Заранее большое спасибо!

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
09.09.2017, 08:40
общий
это ответ
Здравствуйте, adel!

Выполним рисунок, на котором как на виде сверху покажем скорости первой и второй шайб до удара. В плоскости рисунка введём прямоугольную систему координат с началом в точке контакта шайб при ударе. Ось направим по общей нормали к поверхностям шайб, ось - по общей касательной к этим поверхностям.



Внешние силы не действуют на шайбы в плоскости рисунка. Поэтому импульс системы, состоящей из двух шайб, при ударе не изменяется, то есть

где - скорости первой и второй шайб после удара, что в проекциях на ось даёт

где условно принято, что проекции положительные; причём при данных, указанных в условии задачи,




Если шайбы гладкие, то при ударе упругие силы, действующие по касательной к поверхностям шайб, отсутствуют. Поэтому проекции импульсов шайб на ось не изменяются, то есть



При абсолютно упругом ударе кинетическая энергия системы из двух шайб сохраняется. Поэтому



или, с учётом равенств



Из уравнения имеем


После деления уравнения на уравнение получим


что с учётом уравнений даёт



то есть в результате удара, как следует из последней формулы, одна проекция скорости первой шайбы меняет свой знак (смотрите выше вывод формулы ), и, как следует из первой из формул другая проекция не изменяется. По теореме Пифагора это значит, что абсолютная величина скорости первой шайбы, а потому и её кинетическая энергия в результате удара не изменяются.

В моих рассуждениях и расчётах могут быть ошибки. Поэтому не поленитесь проверить их!
5
Спасибо за помошь
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
13.09.2017, 15:14
общий
Адресаты:
Красиво решаете, Андрей Владимирович! Одобрить не могу, потому как ума не хватает вникнуть/проверить. Но восхищает!
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
13.09.2017, 15:18
общий
Адресаты:
Спасибо за добрые слова! Я решаю эти задачи потому, что в математических рассылках нет вопросов. Заодно понемногу постигаю и физику.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
400212
4
17.09.2017, 22:51
общий
Адресаты:
У меня возникла пара вопросов. Разве при делении уравнения (4) на уравнение (5), m1 и m2 перед скобками по левую и правую часть от знака равенства не должны сократиться? И ещё, в уравнении (5), мне кажется, между (v1)n и (V1)n должен стоять "+", а не "-". Или я что-то не понял?
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
19.09.2017, 18:55
общий
Адресаты:


Цитата: Валерий
Разве при делении уравнения (4) на уравнение (5), m1 и m2 перед скобками по левую и правую часть от знака равенства не должны сократиться?


Да, при делении уравнений я допустил ошибку. Попробуйте сами исправить дальнейшее решение с учётом своего замечания.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
19.09.2017, 18:56
общий
Адресаты:


Вы можете самостоятельно исправить дальнейшее решение с учётом сделанного выше замечания?
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа