Тема . Механика. Импульс и Энергия

.02 Абсолютно упругий удар

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. импульс и энергия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#100149

На гладкой горизонтальной поверхности стола лежит гантелька, представляющая собой два одинаковых гладких абсолютно упругих диска радиуса R,  соединённых жёстким невесомым стержнем так, что расстояние между их центрами L = 2√3R.  Концы стержня шарнирно закреплены в центрах дисков. На гантельку налетает со скоростью v  другая такая же гантелька, движущаяся перед соударением по столу так, как показано на рисунке (вид сверху). Как будут двигаться гантельки после столкновения?

(Всеросс., 1996, ОЭ, 11)

PIC

Источники: Всеросс., 1996, ОЭ, 11

Показать ответ и решение

1. Найдем скорость центра масс системы:

     2v   v
vc = -- = -.
     4    2

Перейдем в СО центра масс. Гантели будут двигаться поступательно, со скоростями v
2  и − v.
  2

2. После соударения диски обменяются скоростями (т. к. их массы одинаковы), в результате гантельки начнут вращаться вокруг центров стержней (рис. 1).

PIC

После этого гантельки опять сталкиваются, но уже другой парой дисков (рис. 2).

При этом в промежуток времени между первым и вторым ударами центры стержней не двигались ⇒ можно обозначить расстояния, как на рисунке. Пусть угол между осями стержней и горизонталью равен φ.  Тогда:

2R = L ⋅cosφ − 2R⋅sinφ ⇒  φ = π-
                             6

3. После второго удара гантели также двигаются поступательно, но их скорости направлены под углом π-  π-  π-
2 − 6 = 3  к горизонту

PIC

Треугольники скоростей для гантелей изображены на рис. 3 и рис. 4.

Отсюда      √ -
     --3
v1 =  2 ⋅v− скорость оси первой гантели (направлена под углом π-
6  к горизонту),     v
v2 = 2− скорость оси второй гантели. (направлена под углом π-
3  к горизонту).

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!