В лабораторной системе отсчета находятся две частицы. Одна частица с массой m движется со скоростью 0,6с другая – с массой 2m покоится. Определить скорость центра масс системы частиц.
Чтобы определить скорость центра масс системы частиц, мы должны использовать законы сохранения импульса и массы.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы частиц до столкновения равна сумме импульсов после столкновения, если внешние силы не действуют на систему. Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v) частицы: p = mv.
Дано:
- Масса первой частицы (m1) равна m.
- Скорость первой частицы (v1) равна 0.6с.
- Масса второй частицы (m2) равна 2m.
- Скорость второй частицы (v2) равна 0 (покой).
Чтобы определить скорость центра масс системы частиц, нужно применить закон сохранения импульса.
Сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения:
m1v1 + m2v2 = (m1+m2)Vкм,
где Vкм - скорость центра масс системы.
Таким образом, скорость центра масс системы частиц равна 0.2с.
Обоснование ответа:
Закон сохранения импульса гласит, что импульс системы частиц, если внешние силы не действуют на нее, сохраняется. Это значит, что сумма импульсов всех частиц в системе до столкновения равна сумме импульсов после столкновения.
Мы использовали это свойство, чтобы найти скорость центра масс системы. Подставив известные значения импульсов и массы частиц в уравнение, мы нашли скорость центра масс.
Пошаговое решение:
1. Запишем закон сохранения импульса: m1v1 + m2v2 = (m1+m2)Vкм.
2. Заменим известные значения: m(0.6с) + 2m(0) = (m + 2m)Vкм.
3. Упростим уравнение: 0.6mс = 3mVкм.
4. Разделим обе части уравнения на 3m: Vкм = 0.6с / 3 = 0.2с.
5. Ответ: скорость центра масс системы частиц равна 0.2с.
ыцыыячевевевевевнвнв4ввв