Задачи › Упругие столкновения

Упругий удар шарика о массивный брусок

  1. Упругий удар шарика о массивный брусок

    Физтех 2016/17, 9 кл.
    3/10

    Шарик, скользящий по гладкой горизонтальной поверхности, догоняет брусок, который движется в том же направлении по этой поверхности. Грань бруска, о которую ударяется шарик, перпендикулярна вектору скорости шарика. Масса бруска много больше массы шарика. После упругого столкновения шарик скользит в противоположном направлении с кинетической энергией, которая в \(9\) раз меньше его начальной кинетической энергии. Найти отношение начальных скоростей скольжения шарика и бруска.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Удобно перейти в систему отсчёта бруска: в ней при упругом ударе о неподвижную грань модуль скорости шарика не меняется. Как связаны скорости шарика в обеих системах?

    Ответ

    \(\dfrac{V}{u} = 3\).

    Решение

    Пусть \(V\) — скорость шарика, \(u\) — скорость бруска. Скорость шарика относительно бруска до удара \(V - u\), после удара \(V - 2u\). Из условия \[\frac{1}{2}m\left(V - 2u\right)^2 = \frac{1}{9}\cdot\frac{1}{2}mV^2 .\] Отсюда \(V - 2u = \dfrac{V}{3}\), и \(\dfrac{V}{u} = 3\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи