Реши задачу, пошагово выполняя указанные действия и заполняя пропуски.
Два стальных шарика массами 1= 6,7 кг и 2= 3,1 кг движутся по гладкой горизонтальной поверхности вдоль одной прямой друг за другом (первый за вторым) со скоростями 1= 10 м/с и 2= 1 м/с соответственно. После столкновения шаров происходит упругий удар, в результате которого скорость первого шара уменьшается на ΔV= 2 м/с, и шарики раскатываются в разные стороны. Определи скорость второго шарика после столкновения. (ответ округли до десятых.)
Шаг 1. Найди импульс первого шарика до взаимодействия:
P1= кг·м/с.
Шаг 2. Найди импульс второго шарика до взаимодействия:
P2= кг·м/с.
Шаг 3. Найди суммарный импульс двух шариков до взаимодействия, учитывая, что шарики движутся друг за другом (первый за вторым):
P = кг·м/с.
Шаг 4. Найди скорость первого шарика после взаимодействия:
V1= м/с.
Шаг 5. Найди импульс первого шарика после взаимодействия:
P1= кг·м/с.
Шаг 6. Обозначив скорость второго шарика после взаимодействия как V , запиши импульс P второго шарика после взаимодействия:
Шаг 7. Обрати внимание, что в результате упругого столкновения шарики будут двигаться в разные стороны. Запиши суммарный импульс шариков после взаимодействия:
p′=∣ ∣− ⋅ ∣ ∣ .
Шаг 8. Поскольку два шарика являются замкнутой системой, то для них выполняется закон сохранения импульса: импульс системы до взаимодействия равен импульсу системы после взаимодействия. Составь уравнение согласно закону сохранения импульса:
= ∣ ∣ − ⋅ ∣ ∣
— и реши его относительно V с точностью до десятых:
= м/с.
Плотность: парафина - ρ₁ = 900 кг/м³
дуба - ρ₂ = 700 кг/м³
пробки - ρ₃ = 240 кг/м³
При равном объеме шариков, выталкивающая сила, действующая на них, равна:
Fa = ρgV , где ρ - плотность жидкости.
Шарики находятся в равновесии (плавают в воде), поэтому их вес уравновешен выталкивающей силой.
Таким образом, на глубину погружения шариков в воду влияет только их вес: P₁ = m₁g = ρ₁Vg - парафин
P₂ = m₂g = ρ₂Vg - дуб
P₃ = m₃g = ρ₃Vg - пробка
Так как ρ₃ < ρ₂ < ρ₃, то: Р₃ < P₂ < P₁ => глубина погружения в воду из всех трех шариков будет максимальной у шарика из парафина, минимальной - у шарика из пробки.
ответ: на большую глубину погрузится шарик из парафина