Задачи › Неупругие столкновения

Три шарика

  1. Три шарика

    Интернет-олимпиада 2023/24, 11 кл.
    6/10

    На идеально гладкой поверхности неподвижно лежат два одинаковых по размеру шара: синий массой \(m_1=2{,}5\) кг и красный массой \(m_2=4{,}8\) кг. Шары соединены пружиной жёсткостью \(k=189\) Н/м. Третий шар такого же размера и массой \(m_0=4{,}9\) кг движется со скоростью \(V_0=5{,}9\) м/с вдоль прямой, соединяющей первые два шара, и абсолютно неупруго сталкивается с синим шаром. Удар происходит мгновенно. Рассматривая движение системы после удара, определите:

    Рисунок
    1. Минимальную скорость \(V_{1min}\) синего шара относительно земли.

    2. Максимальную скорость \(V_{1max}\) синего шара относительно земли.

    3. Максимальную скорость \(V_{2max}\) красного шара относительно земли.

    4. С каким интервалом времени \(T_x\) эти скорости (\(V_{1max}\) и \(V_{2max}\)) будут достигаться.

    Считайте, что радиусом шарика по сравнению с длиной пружины можно пренебречь. Ответы вводите с точностью не хуже, чем до одного процента. Число \(\pi=3{,}1416\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    После неупругого удара шар \(m_0\) слипается с синим; дальше удобно перейти в систему центра масс, где пружина совершает колебания, а законы сохранения импульса и энергии связывают скорости.

    Ответ

    1) \(V_{1min} = 0{,}832 \pm 0{,}01\) м/с;  2) \(V_{1max} = 3{,}905 \pm 0{,}047\) м/с;  3) \(V_{2max} = 4{,}737 \pm 0{,}057\) м/с;  4) \(T_x = 0{,}3898 \pm 0{,}0047\) с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи