2014-06-01
Два одинаковых шарика, связанных пружинкой, движутся по горизонтальному полу с одинаковой скоростью, перпендикулярной вертикальной стенке. Опишите, как происходит соударение системы со стенкой. Как будут двигаться шарики после удара? Удар шарика о стенку абсолютно упругий, время соударения пренебрежимо мало по сравнению с периодом колебаний шариков на пружинке.
Решение:
Так как скорости шариков вначале постоянны, пружинка не деформирована. После того как первый шарик ударяется о стенку, его скорость меняется на противоположную. Шарики начинают двигаться навстречу друг другу с одинаковыми по абсолютному значению скоростями, и пружинка сжимается (рис. б). В это время центр масс системы неподвижен. Он остается неподвижным и при дальнейшем распрямлении пружинки, при котором шарики приобретают одинаковые по модулю и противоположно направленные скорости (рис. в). Из закона сохранения энергии следует, что в тот момент, когда правый шарик ударяется о стенку, абсолютные значения скоростей шариков равны начальным (рис. г). После соударения шарика со стенкой его скорость опять меняется на противоположную (рис. д). После этого шарики движутся от стенки с одинаковыми скоростями. Так как в момент столкновения шарика со стенкой пружина не деформирована, то она остается переформированной и при дальнейшем движении системы.