Два тела с массами 50 и 30 грамм движутся так, что первое тело нагоняет второе, при этом их скорости равны 2 и 8 м/с соответственно. В результате столкновения первое тело начинает двигаться в противоположную сторону, а второе тело, сохраняя направление своего движения, уменьшает свою скорость до 4 м/с. Какова скорость первого тела после столкновения?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса столкновение тел скорость первого тела физика 11 класс закон сохранения импульса движение тел масса тел изменение скорости задачи по физике механика кинематика Новый

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы тел до столкновения должен быть равен импульсу системы тел после столкновения.

Обозначим:

• m1 = 50 грамм = 0.05 кг (масса первого тела)
• m2 = 30 грамм = 0.03 кг (масса второго тела)
• v1 = 2 м/с (скорость первого тела до столкновения)
• v2 = 8 м/с (скорость второго тела до столкновения)
• v1' - скорость первого тела после столкновения
• v2' = 4 м/с (скорость второго тела после столкновения)

Теперь запишем закон сохранения импульса:

Импульс до столкновения:

• p1 = m1 * v1 = 0.05 * 2 = 0.1 кг·м/с
• p2 = m2 * v2 = 0.03 * 8 = 0.24 кг·м/с

Общий импульс до столкновения:

p_total_before = p1 + p2 = 0.1 + 0.24 = 0.34 кг·м/с

Импульс после столкновения:

• Импульс первого тела: p1' = m1 * v1'
• Импульс второго тела: p2' = m2 * v2' = 0.03 * 4 = 0.12 кг·м/с

Общий импульс после столкновения:

p_total_after = p1' + p2' = m1 * v1' + 0.12

По закону сохранения импульса:

p_total_before = p_total_after

Подставим известные значения:

0.34 = 0.05 * v1' + 0.12

Теперь решим это уравнение для v1':

1. Вычтем 0.12 из обеих сторон уравнения:

0.34 - 0.12 = 0.05 * v1'

2. Получаем:

0.22 = 0.05 * v1'

3. Теперь разделим обе стороны на 0.05:

v1' = 0.22 / 0.05 = 4.4 м/с

Так как первое тело начинает двигаться в противоположную сторону, мы можем записать его скорость как:

v1' = -4.4 м/с

Ответ: Скорость первого тела после столкновения составляет -4.4 м/с (в противоположную сторону).