Хоккеист и предмет на коробке
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
ПодсказкаШайба 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
Решение1) 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.
Похожие задачи
- Обменялись скоростями Савченко, №2.5.1
- Центральный упругий удар Савченко, №2.5.3
- Почему замедлитель — вода Савченко, №2.5.4
- Распад покоящегося ядра Савченко, №2.5.30
- Шарик и наклонная плоскость (C1) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Упругий удар шарика (C1) ЕГЭ 2008, 11 кл.