Два шара движутся навстречу друг другу со скоростью 2 м/с каждый. Масса второго шара равна 0.4 кг. Какова масса первого шара, если после столкновения они разошлись и начали двигаться со скоростями 0.5 м/с и 3 м/с?

Физика Колледж Законы сохранения импульса столкновение шаров физика масса первого шара скорость после столкновения закон сохранения импульса Новый

Давайте решим задачу, используя закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения. Для этого нам нужно рассмотреть два шара и их скорости.

Шаг 1: Определим известные величины.

• Скорость первого шара (v1) = 2 м/с (вправо)
• Скорость второго шара (v2) = -2 м/с (влево, принимаем в отрицательном направлении)
• Масса второго шара (m2) = 0.4 кг
• Скорость первого шара после столкновения (v1') = 0.5 м/с
• Скорость второго шара после столкновения (v2') = 3 м/с
• Масса первого шара (m1) = ?

Шаг 2: Запишем закон сохранения импульса.

Импульс системы до столкновения равен импульсу системы после столкновения:

m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1' + m2 * v2'

Шаг 3: Подставим известные значения в уравнение.

Подставим значения в уравнение:

m1 * 2 + 0.4 * (-2) = m1 * 0.5 + 0.4 * 3

Шаг 4: Упростим уравнение.

• m1 * 2 - 0.8 = m1 * 0.5 + 1.2

Шаг 5: Переносим все члены, содержащие m1, в одну сторону, а числовые значения - в другую.

• m1 * 2 - m1 * 0.5 = 1.2 + 0.8

Шаг 6: Упростим уравнение.

Это можно записать как:

m1 * (2 - 0.5) = 2

m1 * 1.5 = 2

Шаг 7: Найдем массу первого шара (m1).

Теперь делим обе стороны уравнения на 1.5:

m1 = 2 / 1.5

m1 = 1.33 кг

Ответ:

Масса первого шара составляет 1.33 кг.