Объяснение:
На первом этапе пластилин приклеивается к верхнему шарику. Этот процесс быстрый, происходит до того, как нижний шарик "поймёт", что происходит.
- мгновенная скорость верхнего шарика сразу после налипания пластилина:
З.С.И: ;
В этом процессе выделяется какая-то энергия.
Второй этап: движение разбивается на сумму поступательного движения и вращения вокруг центра масс. Такое движение не расходует кинетическую энергию.
Центр масс C расположен на стержне, делит расстояние обратно пропорционально массам ( и
), движется равномерно со скоростью
, так как никаких внешних сил к системе не приложено. Получаем, что C делит стержень в отношении 1 : 2.
Слагаемые, связанные с вращательным движением, в законе сохранения импульса сокращаются, остается ,
Угловая скорость вращения одинакова для верхнего и нижнего шариков, а радиусы отличаются в два раза. Поэтому линейная скорость верхнего шарика с пластилином в 2 раза меньше скорости нижнего шарика: .
З.С.Э. (сразу всё сокращено на m):
Сила упругости - сила, из-за которой верхний шарик с пластилином движется по окружности. Формула для центростремительного ускорения известна, домножаем на массу и получаем
Т.к. ∠α=45°, то Vоx=Vоy=Vo*sinα=10 * √2/2=5√2 м/с.
Время подъема.
Vy=Voy - gt; в высшей точке Vy=0
0=5√2 - 10t
10t=5√2
t=√2/2
Время полёта: время подъема + такое же время падения
2t=√2 c.
Дальность
L=Vox * 2t=5√2 * √2=5*2=10 м - это ответ.
Или
готовая формула:
L=Vo²*sin2α/g=10²*sin90 / 10=10 м.
Но лучше самим подсчитать.