2017-01-04
Маленький шарик бросают вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. В момент, когда он достигает максимальной высоты, бросают другой такой же шарик с той же начальной скоростью по той же вертикали. На некоторой высоте шарики сталкиваются, и в этот момент из той же точки бросают вверх по той же вертикали с той же начальной скоростью третий такой же шарик. Через сколько времени с момента бросания третьего шарика упадут один за другим все три шарика? Удар шариков при встрече считать абсолютно упругим.
Решение:
Наиболее наглядным является графическое решение задачи (рис.). Так как все три шарика имеют одинаковую начальную скорость, то, если бы столкновений не было, график зависимости пути (высоты) от времени для всех трех шариков имел бы одинаковый вид. Чтобы учесть результат столкновений, нужно принять во внимание следующее: 1) шарики сталкиваются, когда графики их движения пересекаются, 2) при столкновении шарики обмениваются скоростями (удар упругий), т. е. после столкновения каждый шарик продолжает движение другого (по его графику). (На рис. цифры указывают, движению какого шарика соответствуют разные участки графиков.) Будем отсчитывать время от момента бросания первого шарика, и обозначим через $t_{1}$ время, необходимое для его подъема до максимальной высоты. Тогда третий шарик упадет через $2t_{1}$, второй через $3t_{1}$ и первый через $3,5t_{1}$.