Две частицы в однородном силовом поле
5/10Две одинаковые частицы движутся навстречу друг другу в однородном силовом поле, первая со скоростью \(v\), вторая со скоростью \(u\). Известно, что в момент столкновения модуль скорости первой частицы оказался равен начальной скорости \(v\), а направление изменилось на \(90^\circ\). Найдите модуль скорости второй частицы непосредственно перед ударом. Силой тяжести и взаимодействием частиц пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаИмпульс, полученный частицами от поля за одно и то же время, одинаков. Найдите его модуль по первой частице и сложите векторы импульсов для второй.
Ответ\(u_k = \sqrt{u^2 + 2v^2 + 2uv}\).
РешениеДля первой частицы изменение импульса (на единицу массы) по модулю равно \(v\sqrt{2}\): её скорость повернулась на \(90^\circ\) при неизменном модуле, поэтому \(F\Delta t = mv\sqrt{2}\).
Для второй частицы импульс за то же время меняется на тот же вектор: \(m\vec u_k = m\vec u + F\Delta\vec t\). Угол между \(\vec u\) и вектором \(F\Delta\vec t\) равен \(135^\circ\), поэтому \[u_k^2 = u^2 + 2v^2 - 2\,u\,v\sqrt{2}\cos 135^\circ = u^2 + 2v^2 + 2uv,\] откуда \(u_k = \sqrt{u^2 + 2uv + 2v^2}\).
Похожие задачи
- Тело и незакреплённая горка МОШ 2011/12, 10 кл.
- Горка на столе (C2) ЕГЭ 2013, 11 кл.
- Две частицы под действием одинаковых сил «Шаг в будущее» 2015/16, 10 кл.
- Расстояние по импульсу и энергии МОШ 2016/17, 11 кл.
- Минимальный путь материальной точки Интернет-олимпиада 2016/17, 11 кл.
- Перебрасывание груза между лодками Ведомственная 2016/17, 9 кл.