Консультация # 199076: Здравствуйте! Помогите решить задачу. Навстречу друг другу летят две шайбы. Известно, что кинетическая энергия одной шайбы в 20 раз больше кинетической энергии другой. При каком отношении масс шайбы после абсолютно неупругого соударения будут двигаться в сторону движения шайбы, обладавшей меньшей кинетической энергией? ...
Здравствуйте! Помогите решить задачу. Навстречу друг другу летят две шайбы. Известно, что кинетическая энергия одной шайбы в 20 раз больше кинетической энергии другой. При каком отношении масс шайбы после абсолютно неупругого соударения будут двигаться в сторону движения шайбы, обладавшей меньшей кинетической энергией?
Здравствуйте, Pavel! Дано: T1=20T2 Найти: m1/m2 Решение: Согласно условию изобразим схему движения.
1. Кинетическая энергия по определению T=(1/2)mV2.................. (1) Следовательно, с учетом условия задачи, m1V12=20m2V22 ...........
(2) Следовательно m1/m2 = 20V22/V12 ........(3) 2. Согласно закону сохранения импульса (см.схему), с учетом направлений скоростей в проекции на ось х m1V1-m2V2=-(m1+m2)V .(4) Определим "критическую точку", при каком соотношении масс и скоростей шайбы после столкновения остановятся, для этого в выражении (4) сумму импульсов
в левой части приравняем к нулю. m1V1-m2V2=0 ...............(5) Отсюда V2/V1=m1/m2 ................(6) Подставим результат (6) в (3), получим m1/m2=20(m1/m2)2 Отсюда, после столкновения скорость шайб будет равна нулю при условии m1/m2=1/20................(7) Проверим, что происходит на числовой прямой слева и
справа от этого значения. А. Пусть отношение m1/m2<1/20 например, пусть m1/m2=1/100, при Т1=20Т2 (по условию), (V1/V2)2=20/100 Следовательно, V2=(√5)*V1 Следовательно, сумма импульсов (см. выражения (4,5)) m1V1-m2V2=m1(V1-(√5)
*V1)<0 - это означает, что при условии m1/m2<1/20 скорость шайб после столкновения направлена против направления оси х, т.е. в сторону движения шайбы с меньшей кинетической энергией. Б. Пусть отношение m1/m2>1/20 например, пусть m1/m2=1, при Т1=20Т2 (по условию),
тогда (V1/V2)2=20 V1=(√20)*V2 Следовательно, сумма импульсов (см. выражения (4,5)) m1V1-m2V2=m1((√20)V2-V2)>0 - это означает, что при условии m1/m2>1/20 скорость шайб после столкновения направлена в сторону движения первой шайбы (с большей кинетической энергией). Таким образом, при
условии m1/m2<1/20 шайбы после столкновения буду
т двигаться в сторону, в которую до столкновения двигалась шайба с меньшей кинетической энергией.
Ответ: m1/m2<1/20
Консультировал: Konstantin Shvetski (Академик)
Дата отправки: 19.08.2020, 23:35
5
нет комментария ----- Дата оценки: 22.08.2020, 11:35
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!