Задачи › Упругие столкновения

Упругое столкновение гладких дисков

  1. Упругое столкновение гладких дисков

    Физтех 2018/19, 10 кл.
    5/10

    Гладкая упругая шайба радиуса \(R\), движущаяся со скоростью \(V_0\), упруго сталкивается с такой же шайбой, покоящейся на гладкой горизонтальной поверхности. В результате столкновения скорость налетающей шайбы уменьшается вдвое.

    1. Найдите расстояние \(d\) от центра покоившейся шайбы до прямой, по которой двигался центр налетающей шайбы.

    2. Через какое время \(T\) после соударения расстояние между центрами шайб будет равно \(S\)?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Удар происходит вдоль линии, соединяющей центры шайб; закон сохранения импульса даёт проекцию скорости налетающей шайбы на нормаль к этой линии. После удара скорости шайб взаимно перпендикулярны.

    Ответ

    1) \(d=R\);  2) \(T=\dfrac{\sqrt{S^2-R^2}-\sqrt{3}\,R}{V_0}\).

    Решение

    После соударения из ЗСИ: \(V_1=V_0\sin\alpha=\dfrac{V_0}{2}\) (1).

    1) Из (1): \(\sin\alpha=\dfrac{1}{2}\), \(\alpha=30^\circ\), \(d=R\).

    2) После соударения шайбы разлетаются под прямым углом: \[(V_1T)^2+(2R+TV_2)^2=S^2;\qquad T^2\left(V_2^2+V_1^2\right)+4RV_2T+4R^2-S^2=0,\] \[T=\frac{-4RV_2+\sqrt{4S^2\left(V_2^2+V_1^2\right)-16R^2V_1^2}}{2\left(V_2^2+V_1^2\right)} =\frac{\sqrt{S^2-R^2}-\sqrt{3}\,R}{V_0}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи