2018-03-18
Два шарика, находящиеся над горизонтальной плитой на высотах 0,45 м и 1,8 м, в момент времени $t = 0$ отпускают без начальной скорости. Считая удары шариков о плиту абсолютно упругими и пренебрегая сопротивлением воздуха, построить график зависимости модуля относительной скорости (т. е. скорости одного шарика относительно другого) от времени. Построение провести на отрезке $0 \leq t \leq 1,2 с$. Считать, что друг с другом шарики не сталкиваются и ускорение свободного падения $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
Для построения искомого графика модуля относительной скорости шариков построим вначале графики проекций скоростей каждого из шариков на ось $x$, которую направим вертикально вниз (см. рис.). При построении учтено, что времена падения $t_{1}$ и $t_{2}$ первого и второго шариков (до удара о плиту) равны $t_{1} = \sqrt{ \frac{2h_{1} }{g} } = 0,3 с, t_{2} = \sqrt{ \frac{2h_{2}}{g}} = 0,6 с$, где $h_{1} = 0,45 м$ и $h_{2} = 1,8 м$, а ускорение свободного падения $g$ принято равным $10 м/с^{2}$. По графикам проекций скоростей $V_{1x}(t)$ и $V_{2x}(t)$ строим график $V_{отн}(t) = | V_{1x}(t) - V_{2x}(t)|$. Вертикальный участок при $t = 0,6 с$ отражает тот факт, что при абсолютно упругом ударе скорость шарика меняет направление, проходя через нулевое значение.