Яка маса другої кульки має бути, щоб при зіткненні перша кулька зупинилась, а друга продовжила рух у зворотному

Физика: Закон сохранения импульса

Инструкция:
Чтобы понять, как расчитать массу второго шарика в данной задаче, нам нужно использовать закон сохранения импульса. Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов системы до и после столкновения должна оставаться постоянной, если на систему не действуют внешние силы.

Импульс одного тела выражается по формуле: импульс = масса × скорость.

Пусть масса первого шарика равна m1, а его скорость до столкновения равна v. Обозначим массу второго шарика как m2 и его скорость после столкновения как v2.

Первый шарик останавливается после столкновения, поэтому его конечная скорость равна 0. Используя закон сохранения импульса, можно записать уравнение:
m1 * v = m2 * v2

Если мы хотим, чтобы второй шарик продолжил двигаться в обратном направлении с той же скоростью v, то v2=-v. Подставляя это значение в уравнение, получаем:
m1 * v = m2 * (-v)

Отсюда можно выразить m2:
m2 = -m1

Таким образом, масса второго шарика должна быть равна массе первого шарика, но с противоположным знаком.

Например:
Задана масса первой кульки m1 = 0.2 кг и ее начальная скорость v = 4 м/с. Какова должна быть масса второй кульки, чтобы первая кулька остановилась, а вторая продолжила двигаться с такой же скоростью -4 м/с?

Решение:
Подставим значения в формулу:
0.2 кг * 4 м/с = m2 * -4 м/с

Упростив уравнение, получаем:
0.8 кг м/с = m2 * -4 м/с

Разделим обе части уравнения на -4 м/с:
0.8 кг м/с / -4 м/с = m2

m2 = -0.2 кг

Следовательно, масса второй кульки должна быть равна -0.2 кг.

Совет:
Запомните, что при решении задач по закону сохранения импульса важно учитывать направление движения тел. Знаки скоростей и масс в уравнении будут иметь значение в зависимости от направления движения и столкновения.

Задание:
Если первая кулька массой 0.3 кг движется со скоростью 3 м/с и останавливается после столкновения со второй кулькой, найдите массу второй кульки, если она продолжает двигаться со скоростью -3 м/с.