2018-02-02
На край горизонтального стола с высоты $H$ падает горизонтально расположенная гантеля, состоящая из двух одинаковых массивных маленьких шариков, насаженных на невесомый стержень длиной $l$. Какое расстояние пролетит гантеля после абсолютно упругого соударения со столом до того момента, когда она впервые опять примет горизонтальное положение (рис.)?
Решение:
Скорость гантели в момент удара $v = \sqrt{2gH}$. После удара левый шар изменил направление скорости на противоположное. Удар происходит очень быстро, так что правый шар не успевает за время удара изменить свою скорость. Гантеля будем после удара вращаться. Угловая скорость вращения равна $\omega = 2v/l$. Время полупериода вращения $T$ равно $\pi / omega$. За это время гантеля пролетит $h = gT^{2}/2$, отсюда $h = \pi^{2} l^{2}/16H$.