Каков модуль скорости второй частицы до столкновения, если две одинаковые частицы двигаются по направлениям

Содержание вопроса: Модуль скорости и столкновения частиц

Пояснение: В данной задаче имеется две одинаковые частицы, движущиеся по направлениям, перпендикулярным друг другу. Первая частица имеет модуль скорости 3.6 м/с, а после столкновения вторая частица останавливается, в то время как первая продолжает движение.

Чтобы найти модуль скорости второй частицы до столкновения, воспользуемся законом сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы частиц до и после столкновения остается неизменной.

До столкновения общий импульс системы равен произведению массы первой частицы на ее модуль скорости:

m1 * v1,

где m1 – масса первой частицы, v1 – модуль скорости первой частицы.

После столкновения вторая частица останавливается, поэтому ее импульс равен нулю.

Следовательно, сумма импульсов до столкновения равна нулю:

m1 * v1 + m2 * v2 = 0,

где m2 – масса второй частицы, v2 – модуль скорости второй частицы до столкновения.

Так как обе частицы одинаковы, масса первой частицы равна массе второй частицы:

m1 = m2 = m.

Используя эту информацию, можем записать уравнение:

m * v1 + m * v2 = 0.

Так как m ≠ 0, уравнение можно переписать следующим образом:

v1 + v2 = 0,

откуда можно найти модуль скорости второй частицы до столкновения:

|v2| = |v1| = 3.6 м/с.

Совет: Чтобы лучше понять данную задачу, полезно представить движение частиц на плоскости и осознать, что перпендикулярные направления движения частиц означают, что они движутся под прямым углом друг к другу.

Практика: Если модуль скорости первой частицы был равен 5 м/с, а масса каждой частицы составляет 2 кг, какой будет модуль скорости второй частицы до столкновения?