Задачи › Упругие столкновения

Хоккеист и предмет на коробке

  1. Хоккеист и предмет на коробке

    Всесибирская 2018/19, заключительный этап, 10 кл. · №25230

    Хоккеист увидел посторонний предмет точно посредине хоккейной коробки и решил его убрать, толкнув в него от бортика шайбу со скоростью \(v\). После упругого удара одновременно шайба вернулась к хоккеисту, а предмет ударился о противоположный бортик. Через какое время после толчка вернулась шайба, если ширина хоккейной коробки \(L\), а движение шайбы и предмета происходили вдоль одной линии поперек коробки? Трения нет.

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Шайба и предмет приходят к бортикам одновременно, а пути у них равны, поэтому скорости после удара одинаковы по модулю. Запишите законы сохранения импульса и энергии и найдите отсюда скорость шайбы после удара.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(t=\dfrac{3L}{2v}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    1) Скорости шайбы и предмета после удара должны быть одинаковы.

    2) Пусть масса шайбы \(m\), предмета \(M\), а скорость шайбы и предмета после удара \(u\). Упругий удар сохраняет импульс: \(mv=Mu-mu\).

    3) Упругий удар сохраняет энергию: \(\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{Mu^2}{2}+\dfrac{mu^2}{2}\).

    4) Решая уравнения п. (2) и (3), находим массу предмета \(M=3m\) и скорость \(u=v/2\).

    5) Определяем время движения шайбы: \(t=\dfrac{L}{2v}+\dfrac{L}{v}\), откуда \(t=\dfrac{3L}{2v}\).

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи