2020-01-15
Шайба массой $M$ скользит по льду со скоростью $v_{0}$ и налетает на неподвижную шайбу, масса которой $2M$. После удара первая шайба останавливается, а вторая начинает двигаться. Она достигает бортика и, упруго от него отразившись, удирает первую шайбу "в лоб". Найдите скорости обеих шайб после этого. Считайте, что при соударении шайб в тепло переходит определенная часть максимальной энергии деформации.
Решение:
Конечно, можно рассчитывать все удары шайб при помощи закона сохранения импульса и баланса энергий (с учетом тепловых потерь), но у этой задачи есть совсем простое решение.
Очевидно, что после первого удара шайба 2 имеет скорость $v_{0}/2$. Для расчета удара шайб после отражения от бортика удобно "пересесть" в систему отсчета, которая едет со скоростью $v_{0}/2$ от стенки. В этой системе шайба 2, как и перед первым ударом, неподвижна, а шайба 1 снова едет прямо на нее - правда, ее скорость теперь в 2 раза меньше. После второго удара шайба 1, как и после первого удара, остановится, а шайба 2 приобретет скорость $v_{0}/4$.
В неподвижной же системе отсчета скорость шайбы 1 будет равна $v_{0}/2$ и направлена от стенки, а скорость шайбы 2 будет равна $v_{0}/4$ и направлена тоже от стенки.