Домашние задания: Другие предметы

Столкновение двух шаров (задача на импульс)

Два шара массами m1=1 и m2=2, катящиеся со скоростями V1=3 и V2=4, сталкиваются под углом 30 градусов, после происходит абсолютно неупругий удар и дальше шары двигаются вместе. Определить скорость шаров после столкновения V' и какой кол-во теплоты Q выделилось при ударе. По возможности с решением, заранее благодарен))
"и дальше шары двигаются вместе" - странно это все



абсолютно неупругий удар подразумевает, что есть плоскость удара (красная линия) , и лишь перпендикулярные этой плоскости движения тел (проекции на оранжевую линию) выравниваются и становятся одинаковыми. а если и проекции на красную линию стали одинаковыми (как выходит по задаче) , то речь про нечто, выходящее за рамки определения неупругого удара

ну да ладно. главное - после удара они стали лететь вместе, значит вместе со своим центром тяжести, который как летел, так и летит. осталось посчитать его проекции.

проекция на красную линию: V1' = (m1*V1*cos(15)+m2*V2*cos(15))/(m1+m2) = 0.966*(1*3+2*4)/3 = 3.542 м/с (размерность придумал сам, хоть она и не указана)

проекция на оранж линию: V2' = (m1*V1*sin(15)-m2*V2*sin(15))/(m1+m2) = 0.259*(1*3-2*4)/3 = -0.432 м/с

суммарная скорость центра тяжести V' = sqrt(V1'^2+V2'^2) = 3.57 м/с

кинетическая энергия до удара m1*V1^2/2+m2*V2^2/2 = 1*9/2+2*16/2 = 20.5 Дж

кинетическая энергия после удара (m1+m2)*V'^2/2 = 3*3.57'^2/2 = 19.1 Дж

разница пошла в тепло: 20.5-19.1 = 1.4 Дж
Татьяна Квасницкая
Татьяна Квасницкая
89 640
Лучший ответ
пусть шар с массой m2 движется вдоль оси ОХ, его скорость v2=4. скорость другого шара разложим на составляющие по оси ОХ v1*cosA и оси ОУ v1*sinA, где cosA=cos30=(3^1/2)/2=0,865 и sinA=sin30=0,5. закон сохранения импульса по осям: m2v2-m1v1*cosA=(m1+m2)u(x), m1v1*sinA=(m1+m2)u(y), где u(x) и u(y) составляющие искомой скорости. решая совместно получаем u(x)=1,87, u(y)=0,5, и наконец |u|=(u(x)^2+u(y)^2)^1/2=1,87 угол который вектор данной скорости составляет с осью ОХ, находим из tgB=u(y)/u(x)=0,2673 и В=10град 36 мин. из закона сохранения энергии Q=m1v1^2/2+m2v2^2/2-(m1+m1)u^2=17,7 Дж.
SS
S.a S.a
70 161
В решении пользователя "Трудное детство" есть небольшая ошибка (на мой взгляд).
У данной задачи может быть две интерпретации условия: шары движутся сонаправленно, либо навстречу друг другу. Поскольку угол между шарами задан 30 градусов, то шары двигались сонаправленно. Если бы шары двигались навстречу друг другу под тем же углом, тогда угол был бы 150 градусов (180-30)
Поэтому в разложении по оси Х будет вместо минуса знак плюс: m2v2+m1v1*cosA=(m1+m2)u(x).

А в целом данное решение мне кажется более правильным, чем у пользователя "daybit".