2018-11-04
На массивный клин с углом при основании $45^{ \circ}$ с высоты $H$ падают без начальной скорости маленькие шарики и упруго отражаются. При каком максимальном горизонтальном смещении начальной точки относительно нижнего правого края клина шарики будут ударяться о клин только один раз?
Решение:
Обозначим искомое расстояние $x$. Тогда удар шарика о клин будет на высоте $x$.
Скорость перед ударом находится из формул для равноускоренного движения $V = \sqrt{2g(H - x)}$ (1)
После удара скорость сохраняет свое значение, но направлена будет горизонтально.
Время дальнейшего падения $t = \sqrt{2x/g}$ (2)
Пройденное по горизонтали расстояние $L$ определяется из (1) и (2) $L = Vt = 2 \sqrt{x(H - x)}$ (3)
По условию необходимо $L > x$ (4)
Подставляя (3) в (4), получим $x < 4H/5$.