Две шайбы 6 кг и 4 кг движутся под прямым углом и слипаются: найдите скорость после удара
Условие
По гладкому льду скользят две пластилиновые шайбы: первая массой 6 кг движется на восток со скоростью 5 м/с, вторая массой 4 кг движется на север со скоростью 10 м/с. Шайбы сталкиваются и слипаются в один комок. Трением о лёд пренебречь. Найдите модуль и направление скорости комка сразу после удара.
Ответ
5 м/с, под углом примерно 53° к востоку (на северо-восток)
Решение по шагам
Шаг 1. Импульс — вектор, сохраняется по каждой оси
Ось направим на восток, ось — на север. До удара у каждой шайбы импульс лежит вдоль своей оси:
кг·м/с,
кг·м/с.
Шаг 2. Что происходит при слипании
Удар абсолютно неупругий: после него движется одно тело массой кг. Суммарный вектор импульса не меняется, поэтому
, .
Модуль суммарного импульса ищем по теореме Пифагора, так как исходные импульсы перпендикулярны:
.
Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Находим модуль скорости
- Шаг 4. Находим направление
- Шаг 5. Куда делась энергия
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Складывают модули импульсов: кг·м/с. Векторы под прямым углом складываются по теореме Пифагора, а не арифметически.
- ✗
Складывают скорости (5 + 10) вместо импульсов, игнорируя разные массы.
- ✗
Записывают закон сохранения кинетической энергии для слипания — при таком ударе энергия теряется.
- ✗
Дают только модуль скорости, забыв про направление, хотя в вопросе требуется и угол.