На какую высоту будут подняты шарики после столкновения, если один из них, соприкасающихся на нитях длиной 20 см, будет
На какую высоту будут подняты шарики после столкновения, если один из них, соприкасающихся на нитях длиной 20 см, будет отклонен на угол 90° и выпущен?
14.12.2023 11:28
Столкновение шариков на нитях.
Пояснение:
При столкновении двух шариков на нитях, энергия передается от одного шарика к другому. В данной задаче шарик, отклоненный на угол 90° и выпущен, столкнется с неподвижным шариком. При этом, энергия, которую имел отклоненный шарик, передастся неподвижному шарику.
Если обозначить массы шариков как `m1` и `m2`, соответственно, а длину нити как `l`, то энергия потенциальной энергии шарика до столкновения равна `m1 * g * l`, а после столкновения - `m2 * g * h`, где `g` - ускорение свободного падения, `h` - высота подъема шариков после столкновения.
Так как энергия сохраняется, мы можем установить равенство:
`m1 * g * l = m2 * g * h`.
Решая это уравнение относительно высоты `h`, получим:
`h = (m1 / m2) * l`.
Демонстрация:
В данной задаче у нас есть один шарик `m1 = 0.2 кг` и второй неподвижный шарик `m2 = 0.3 кг`. Длина нити `l = 20 см = 0.2 м`.
Подставляя значения в формулу, получаем:
`h = (0.2 / 0.3) * 0.2 = 0.133 м = 13.3 см`
Таким образом, шарики будут подняты на высоту 13.3 см после столкновения.
Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с законами сохранения энергии и импульса. Также обратите внимание на то, что в данной задаче мы предполагаем отсутствие потерь энергии.
Проверочное упражнение:
Предположим, что масса первого шарика `m1 = 0.25 кг`, масса второго шарика `m2 = 0.4 кг`, а длина нити `l = 30 см = 0.3 м`. Какая будет высота `h` подъема шариков после столкновения?