Вопрос школьника
Два неподвижных тела после взаимодействия друг с другом начинают двигаться. При каком условии их скорости будут равны по величине?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы тел остается неизменной при любых взаимодействиях внутри системы. То есть, если два неподвижных тела начинают двигаться после взаимодействия, то сумма их импульсов должна оставаться равной нулю.
Закон сохранения энергии гласит, что в замкнутой системе энергия сохраняется, то есть ее сумма остается постоянной. Если взаимодействие тел происходит без потерь энергии на трение, тепло и т.д., то сумма кинетических энергий тел также остается постоянной.
Из этих законов следует, что если два тела начинают двигаться после взаимодействия, то их скорости будут равны по величине, если они имеют одинаковую массу. Это можно объяснить следующим образом:
— После взаимодействия сумма импульсов тел остается равной нулю.
— Если тела имеют одинаковую массу, то их импульсы также будут равны по модулю.
— Следовательно, скорости тел будут равны по модулю, так как скорость пропорциональна импульсу и обратно пропорциональна массе.
Если же тела имеют разную массу, то их скорости после взаимодействия будут различными. Тело с меньшей массой получит большую скорость, а тело с большей массой — меньшую.
