2024-03-22
На одной чашке весов лежит шарик. Другой такой же шарик подпрыгивает упруго на второй чашке весов. Весы очень инерционны. Какая чашка перевесит?
Решение:
Прыгающий шарик периодически будет находиться в одинаковых состояниях 1 и 2 (например, на максимальной высоте при скорости равной нулю в момент времени $t_{1}$ и $t_{2}$). Применим закон изменения импульса: $m \vec{v}_{2} - m \vec{v}_{1} = \vec{F}_{ср} (t_{2} - t_{1})$ к нашему случаю: $0 = ( m \vec{g} + \vec{N}_{ср})( t_{2} - t_{1})$, где $\vec{N}_{ср}$ - сила, действующая на шарик со стороны чашки весов. Видим, что $\vec{N}_{ср} = - m \vec{g}$. С такой же по модулю силой и шарик действует на чашку весов. Т.о., $P_{ср} = mg$. Весы находятся в равновесии.