2017-04-24
На горизонтальной плоскости покоится шар. С ним сталкивается другой шар с такой же массой. Удар абсолютно упругий и нецентральный. Определить угол, под которым разлетаются шары после удара.
Решение:
Так как удар упругий, то сохраняется импульс системы и ее механическая энергия. Пусть скорости шаров после удара - $\vec{v}_{1}$ и $\vec{v}_{2}$, тогда по закону сохранения импульса:
$m \vec{v} = m \vec{v}_{1} + m \vec{v}_{2} \Rightarrow \vec{v} = \vec{v}_{1} + \vec{v}_{2}$. Это равенство показывает, что векторы $\vec{v}, \vec{v}_{1}, \vec{v}_{2}$ образуют треугольник (рис.). По закону сохранения механической энергии можно записать, что $\frac{mv^{2}}{2} = \frac{mv_{1}^{2}}{2} + \frac{mv_{2}^{2}}{2} \Rightarrow v^{2} = v_{1}^{2} + v_{2}^{2}$ т.е. в $\Delta ABC \angle ABC = 90^{ \circ}$. Так как четырехугольник АВCD - параллелограмм, то $\angle BAD = 90^{ \circ}$. $\angle BAD$ - искомый угол разлета шаров.