Задать вопрос
4 марта, 20:29

Хочу задать заново задачку UmbertoVargas, которую удалили, потому что никто не ответил. Полагаю эта задачка достойна быть увековеченной на сайте.

Шарик бросают из точки А вертикально вверх с начальной скоростью v0. Когда он достигнет предельной высоты подъема, из точки А по тому же направлению с той же начальной скоростью v0 бросают другой такой же шарик. Через некоторое время шарики встречаются и происходит абсолютно упругое соударение. На какой высоте соударяются шарики? На какую высоту после соударения поднимается первый шарик?

+5
Ответы (1)
  1. 4 марта, 22:10
    0
    1) условимся пренебрегать сопротивлением воздуха во всех последующих действиях

    2) определим максимальную высоту подъема h' 1 шарика через закон сохранения энергии:

    (m v0²) / 2 = mgh',

    h' = v0² / (2g).

    3) напишем уравнение координаты для некоторой оси, направленной вертикально, для обоих шариков:

    h = h' - (g t²) / 2,

    h = v0*t - (g t²) / 2,

    где h - высота, на которой происходит соударение. с учетом выражения для h', перепишем в виде

    h = (v0² / (2g)) - (g t²) / 2,

    h = v0*t - (g t²) / 2.

    приравнивая данные выражения, находим, что время встречи равно

    t = v0 / (2g).

    зная время встречи шариков, нетрудно узнать координату. подставляем выражение для t в любое уравнение y (t) шариков и получаем:

    h = (3v0²) / (8g).

    4) чтобы определить, на какую высоту после соударения поднимется первый шарик, определим сначала его скорость перед соударением v1. по закону сохранения энергии:

    mgh' = mgh + (m v1²) / 2

    с учетом выражения для h и h', находим, что:

    v1 = v0 / 2.

    определим также скорость второго шарика перед столкновением из кинематического уравнения:

    v2 = v0 - gt. время встречи шаров мы знаем. получаем

    v2 = v0 / 2.

    5) теперь, чтобы определить скорость первого шарика после столкновения, составим систему из закона сохранения импульса и энергии. обозначим скорость первого шара после соударения v1', скорость второго - v2'

    mv2 - mv1 = mv1' - mv2'

    (m v2²) / 2 + (m v1²) / 2 = (m v1'²) / 2 + (m v2'²) / 2

    из ЗСИ нетрудно определить, что v1' = v2' (v2 + v2' = v1' + v1)

    перепишем ЗСЭ в виде: (v0²/4) + (v0²/4) = 2 v1'². отсюда

    v1' = v0 / 2.

    6) вновь запишем закон сохранения энергии. рассматриваем ситуацию, когда 1 шарик на высоте h со скоростью v1' полетел после соударения вверх до некоторой максимальной искомой высоты H

    mgh + (m v1'²) / 2 = mgH

    получаем, что H = v0² / (2g) - довольно интересный, симметричный результат, к слову ...
Знаете ответ?
Сомневаетесь в ответе?
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Хочу задать заново задачку UmbertoVargas, которую удалили, потому что никто не ответил. Полагаю эта задачка достойна быть увековеченной на ...» по предмету 📘 Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы