Реши задачу, пошагово выполняя указанные действия и заполняя пропуски. Два стальных шарика массами m1= 9 кг и m2= 4,5 кг движутся по гладкой горизонтальной поверхности вдоль одной прямой друг за другом (первый за вторым) со скоростями v1= 7 м/с и v2= 2 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:
V =
м/с.
Дано:
m=2г=0,002кг
ρ (пробки)= 0,2г/см3=200 кг/м3
ρ (воды)= 1000 кг/м3
Найти: R- ? Силы, действующие на кусок пробки:
Fт = m*g = 0,002 кг * 9,8 м/с² = 0,0196Н - сила тяжести, направлена вниз
Fa = V * g * ρ (воды) - сила Архимеда, выталкивающая пробку.
V = m / ρ (пробки) = 0,002 кг / 200 кг/м³ = 0,00001 м³
Fa = 0,00001 м³ * 9,8 м/с² * 1000 кг/м³ = 0,098 Н
Сила, которую необходимо приложить, чтобы пробка тонула
R = Fa - Fт = 0,098 – 0,0196= 0,0784 Н.=0,08Н (округлили)