Какова скорость тел после столкновения, если тело массой 300 г движется со скоростью 2 м/с и сталкивается с неподвижным
Какова скорость тел после столкновения, если тело массой 300 г движется со скоростью 2 м/с и сталкивается с неподвижным телом массой 200 г при полностью упругом ударе?
10.12.2023 10:07
Разъяснение: Для решения данной задачи нам необходимо применить законы сохранения импульса и кинетической энергии.
Сначала найдем импульсы движущегося и неподвижного тел. Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v): p = m * v.
Для движущегося тела имеем:
масса (m1) = 300 г = 0.3 кг,
скорость (v1) = 2 м/с.
Используя формулу импульса, получим: p1 = m1 * v1 = 0.3 кг * 2 м/с = 0.6 кг*м/с.
Для неподвижного тела имеем:
масса (m2) = 200 г = 0.2 кг,
скорость (v2) = 0 м/с (так как оно неподвижно).
Используя формулу импульса, получим: p2 = m2 * v2 = 0.2 кг * 0 м/с = 0 кг*м/с.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после столкновения должна быть равна: p1 + p2 = p3,
где p3 - импульс после столкновения.
Так как удар полностью упругий, то показательное значение импульса сохраняется и п3 = p1 + p2 = 0.6 кг*м/с.
Далее, используем закон сохранения кинетической энергии, который гласит, что сумма кинетических энергий тел до и после столкновения должна быть равна: K1 + K2 = K3,
где K1 - кинетическая энергия первого тела до столкновения,
K2 - кинетическая энергия второго тела до столкновения,
K3 - кинетическая энергия после столкновения.
Кинетическая энергия (K) определяется как половина произведения массы (m) на квадрат скорости (v^2): K = (1/2) * m * v^2.
Для первого тела имеем:
масса (m1) = 0.3 кг,
скорость (v1) = 2 м/с.
Используя формулу кинетической энергии, получим: K1 = (1/2) * 0.3 кг * (2 м/с)^2 = 0.6 Дж.
Для второго тела имеем:
масса (m2) = 0.2 кг,
скорость (v2) = 0 м/с.
Так как оно неподвижно, то его кинетическая энергия равна 0.
Закон сохранения кинетической энергии гласит, что сумма кинетической энергии до и после столкновения должна быть равна: K1 + K2 = K3.
Подставляя известные значения, получим: 0.6 Дж + 0 = K3.
Таким образом, после столкновения скорость тела будет 2 м/с.