Два пластилиновых шарика массами 20 г и 30 г движутся навстречу друг друга со скоростями 3 м/с и 4 м/с соответственно. с какой по модулю скоростью будут двигаться шарики в результате столкновения? 0,2 м/с 1,2 м/с 3,4 м/с 3,6 м/с
1. Сначала нам нужно вычислить импульсы движения каждого шарика до столкновения. Импульс (рисуется как p) определяется как произведение массы объекта на его скорость. Импульс выражается в килограмм-метрах в секунду (кг·м/с).
Импульс первого шарика (p1) = масса первого шарика (20 г = 0.02 кг) × скорость первого шарика (3 м/с)
p1 = 0.02 кг × 3 м/с = 0.06 кг·м/с
Импульс второго шарика (p2) = масса второго шарика (30 г = 0.03 кг) × скорость второго шарика (4 м/с)
p2 = 0.03 кг × 4 м/с = 0.12 кг·м/с
2. Следующий шаг - определить закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что если система не подвергается внешним силам, то сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения.
p1 (до столкновения) + p2 (до столкновения) = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
0.06 кг·м/с + 0.12 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
3. Затем мы можем решить уравнение, чтобы найти суммарный импульс после столкновения:
0.06 кг·м/с + 0.12 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
0.18 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
4. Теперь нам нужно выразить суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) через суммарную массу (m) и скорость движения (v) шариков после столкновения.
Суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
5. У нас есть два уравнения:
- 0.18 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
- Суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
Заменяем суммарный импульс после столкновения в уравнении:
0.18 кг·м/с = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
6. Теперь мы можем решить это уравнение и выразить скорость движения (v) после столкновения:
0.18 кг·м/с = (масса первого шарика + масса второго шарика) × скорость движения (v) после столкновения
0.18 кг·м/с = (0.02 кг + 0.03 кг) × скорость движения (v) после столкновения
0.18 кг·м/с = 0.05 кг × скорость движения (v) после столкновения
7. Теперь делим обе части уравнения на 0.05 кг, чтобы выразить скорость движения (v) после столкновения:
0.18 кг·м/с ÷ 0.05 кг = v после столкновения
3.6 м/с = v после столкновения
Итак, скорость шариков после столкновения составляет 3.6 м/с.
Ответ на ваш вопрос: Шарики будут двигаться в результате столкновения со скоростью 3,6 м/с.
1. Сначала нам нужно вычислить импульсы движения каждого шарика до столкновения. Импульс (рисуется как p) определяется как произведение массы объекта на его скорость. Импульс выражается в килограмм-метрах в секунду (кг·м/с).
Импульс первого шарика (p1) = масса первого шарика (20 г = 0.02 кг) × скорость первого шарика (3 м/с)
p1 = 0.02 кг × 3 м/с = 0.06 кг·м/с
Импульс второго шарика (p2) = масса второго шарика (30 г = 0.03 кг) × скорость второго шарика (4 м/с)
p2 = 0.03 кг × 4 м/с = 0.12 кг·м/с
2. Следующий шаг - определить закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что если система не подвергается внешним силам, то сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения.
p1 (до столкновения) + p2 (до столкновения) = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
0.06 кг·м/с + 0.12 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
3. Затем мы можем решить уравнение, чтобы найти суммарный импульс после столкновения:
0.06 кг·м/с + 0.12 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
0.18 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
4. Теперь нам нужно выразить суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) через суммарную массу (m) и скорость движения (v) шариков после столкновения.
Суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
5. У нас есть два уравнения:
- 0.18 кг·м/с = p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)
- Суммарный импульс после столкновения (p1 (после столкновения) + p2 (после столкновения)) = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
Заменяем суммарный импульс после столкновения в уравнении:
0.18 кг·м/с = суммарная масса (m) × скорость движения (v) после столкновения
6. Теперь мы можем решить это уравнение и выразить скорость движения (v) после столкновения:
0.18 кг·м/с = (масса первого шарика + масса второго шарика) × скорость движения (v) после столкновения
0.18 кг·м/с = (0.02 кг + 0.03 кг) × скорость движения (v) после столкновения
0.18 кг·м/с = 0.05 кг × скорость движения (v) после столкновения
7. Теперь делим обе части уравнения на 0.05 кг, чтобы выразить скорость движения (v) после столкновения:
0.18 кг·м/с ÷ 0.05 кг = v после столкновения
3.6 м/с = v после столкновения
Итак, скорость шариков после столкновения составляет 3.6 м/с.
Ответ на ваш вопрос: Шарики будут двигаться в результате столкновения со скоростью 3,6 м/с.