Для решения задачи о столкновении двух тел, при котором удар абсолютно неупругий, можно воспользоваться законом сохранения импульса. При абсолютно неупругом ударе тела после столкновения движутся вместе как единое целое с общей скоростью.
Закон сохранения импульса гласит, что суммарный импульс системы до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения. Импульс — это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость, т.е. ( p = mv ).
Дано:
- Масса первого шара ( m_1 = 8 ) г = 0.008 кг (переводим в килограммы для удобства расчетов),
- Скорость первого шара ( v_1 = 2 ) м/с,
- Масса второго шара ( m_2 = 40 ) г = 0.04 кг,
- Скорость второго шара ( v_2 = 0 ) м/с (так как он покоится).
Импульс системы до столкновения равен сумме импульсов обоих тел:
[ p_{\text{до}} = m_1v_1 + m_2v_2 = 0.008 \cdot 2 + 0.04 \cdot 0 = 0.016 \, \text{кг·м/с} ]
Так как после удара шары движутся вместе, их общий импульс ( p{\text{после}} ) будет равен:
[ p{\text{после}} = (m_1 + m_2) v ]
где ( v ) — искомая общая скорость шаров после столкновения.
Используя закон сохранения импульса ( p{\text{до}} = p{\text{после}} ), получаем:
[ 0.016 = (0.008 + 0.04) v ]
[ 0.016 = 0.048 v ]
[ v = \frac{0.016}{0.048} \approx 0.333 \, \text{м/с} ]
Таким образом, скорость двух шаров после столкновения будет примерно ( 0.333 ) м/с.