Естественные науки

Задача о соударении шариков

Два одинаковых идеально гладких стальных шарика движутся горизонтально: левый шарик 1 слева направо со скоростью 1 м/с, правый 2 справа налево со скоростью 2 м/с. Ось х совпадает с траекторией (и направлением) движения шарика 1. Траектория же движения шарика 2 смещена наверх, по оси у, на расстояние, равное радиусу шариков. Определить модули скоростей шариков и углы, образуемые векторами скоростей шариков с положительным направлением оси х после их столкновения. Удар считать абсолютно упругим, вращениями шариков пренебречь.
ОН
Олег Нечаев
90 937
Всё в м/с, векторы буду задавать комплексными числами.
В системе центра масс они просто в силу симметрии упруго отскакивают от разделяющей их в момент удара гиперплосоксти - т. е. от диагонали прямоугольника sqrt(3) x 1

Будем считать, что направление диагонали задается числом -sqrt(3)/2 + i/2
Тогда первый в СЦМ отлетает в направлении (1/2 + i*sqrt(3)/2)^2 = -0.5 + i*sqrt(3)/2 с модулем скорости 1.5, а второй - в противоположном симметрично.

Возвращаясь в исходную ИСО, для конечных векторов скоростей поулчаем
v1_кон = -0.5 + 1.5*(-0.5 + i*sqrt(3)/2) = ваш ответ (см. скриншот)
v2_кон = -0.5 - 1.5*(-0.5 + i*sqrt(3)/2) = ваш ответ с другим знаом угла (см. скриншот)
Сейчас добавлю в комменты скрины.
Толкин Эргешов
Толкин Эргешов
34 449
Лучший ответ
Толкин Эргешов А, нет, не так
Раздяляющая гипеплоскость - не диагональ, а ортогональное дополнение к ней. Сейчас гляну, как это на результат повлияет
Толкин Эргешов Всё в м/с, векторы буду задавать комплексными числами.
В системе центра масс они просто в силу симметрии упруго отскакивают от разделяющей их в момент удара гиперплосоксти т. е. по закону отражения света.
Диагональ прямоугольника sqrt(3) x 1, задаваемая числом 1/2 + i*sqrt(3)/2, биссекритриса угла между _обращенным_ падающим лучем и отраженным.

Т. е. конечные скорости первого и второго нужно еще поменять местами.
Но раз шары - тождественные носки, то какая разница, каой из них первый, а какой- второй.
Так-то ежу понятно, что вних отлетит первый, у которого альфа 2 отрицательный, -79 c копейками градусов
Олег Нечаев У меня исходная ИСО обыкновенная: х вправо, у вверх. Шар 1, двигаясь вправо, "схватывает" шар 2 снизу и отскакивает в 3-й квадрант: угол тупой и отрицательный. Шар 2, двигаясь влево, "схватывает" шар 1 сверху и отскакивает в 1-й квадрант: угол острый и положительный.
Почему знаки у вас получились наоборот - не понял.
Анастасия Тихоненко "Гиперплоскости" - это круто :)
x и y складываются комплексно. Сложения векторов там корень из суммы квадратов. И углы между векторами... Это напоминает столкновения молекул. Но тепловые фононы интерферируют. Например, при фонон-электронном взаимодействии, если фононы интерферировали (сумма импульсов=0), при одновременности событий (у Эйнштейна масса это интеграл между бесконечно близкими событиями), то это условие сверхпроводимости. Но волны входа-выхода всё равно, разные. Это и есть сопротивление. Отличия волновых функций, так как фермионы собираются в пары, а в кучу не хотят. Траекторию должно задавать уравнение, не помнятно, что значит смещена наверх на расстояние, равное радиусу шарика? Представить не могу. Удары упругие, в данном случае закон сохранения импульсов (интерференция, - локальное охлаждение молекул). Или степени свобод, в прямом смысле, степени...
Олег Нечаев Играете в бильярд. Вы стоите слева от меня, ваш соперник справа. Соперник ударил о шар справа влево со скоростью 2 м/с. Вы же сразу ударили о другой шар слева направо со скоростью 1 м/с. Притом так, что ваш шар столкнулся с встречным шаром не лоб-в лоб, на на расстоянии радиуса шаров ближе ко мне (встречный шар - дальше от меня)...