2016-09-17
На гладкой горизонтальной плоскости стоят две одинаковые гладкие горки высотой $H$ и массой $M$ каждая. На вершине одной из них находится маленькая шайба массой $m \ll M$ (см. рисунок). Шайба соскальзывает без начальной скорости в направлении второй горки. Найдите скорости горок после завершения процесса всех столкновений.
Решение:
Поскольку $m \ll M$, то при каждом столкновении шайбы с горкой ей передаётся лишь малая часть энергии шайбы, то есть шайба будет долго «сновать» между двумя горками, постепенно теряя скорость. В конце процесса, очевидно, практически вся начальная потенциальная энергия шайбы перейдёт в кинетическую энергию двух горок, которые будут разъезжаться с одинаковыми скоростями $v$: $mgH = 2 \cdot \frac{Mv^{2}}{2}$, откуда $v = \sqrt{ \frac{m}{M} gH}$.