Вопрос задан 25.12.2024 в 12:22. Предмет Физика. Спрашивает Шелиховский Тёма.

Два стеклянных шарика столкнулись на гладкой поверхности. Радиус первого шарика в 3 раза меньше радиуса второго шарика. С точностью до сотых определи отношение ускорений a1/a2, приобретённых шариками во время удара, (a1 — ускорение первого шарика, a2 — ускорение второго шарика).

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Смирнов Евгений.

Когда два шарика сталкиваются на гладкой поверхности, их ускорения во время удара зависят от массы каждого из шариков. Радиусы шариков напрямую не влияют на их ускорения, но через радиусы можно найти массы, если известно, что оба шарика сделаны из одного и того же материала и имеют одинаковую плотность.

Рассмотрим шаги решения задачи:

  1. Вычислим отношение объёмов шариков:

    Объём шара VV определяется формулой:

    V=43πR3V = \frac{4}{3} \pi R^3

    Поскольку радиус первого шарика (R1R_1) в три раза меньше радиуса второго шарика (R2R_2), то:

    R1=R23R_1 = \frac{R_2}{3}

    Тогда объём первого шара будет:

    V1=43πR13=43π(R23)3=43πR2327=V227V_1 = \frac{4}{3} \pi R_1^3 = \frac{4}{3} \pi \left(\frac{R_2}{3}\right)^3 = \frac{4}{3} \pi \frac{R_2^3}{27} = \frac{V_2}{27}

    То есть объём первого шарика составляет 127\frac{1}{27} от объёма второго.

  2. Найдем отношение масс:

    Масса шара mm зависит от его объёма и плотности ρ\rho:

    m=ρVm = \rho V

    Так как плотности одинаковы, отношение масс m1m_1 и m2m_2 равно отношению их объёмов:

    m1=m227m_1 = \frac{m_2}{27}

    Таким образом, масса первого шарика составляет 127\frac{1}{27} от массы второго шарика.

  3. Применим второй закон Ньютона для ускорений при соударении:

    В момент удара оба шарика испытывают одинаковую силу воздействия, согласно третьему закону Ньютона. Пусть FF — сила, действующая на каждый из шариков. Тогда, по второму закону Ньютона, ускорение aa можно выразить как:

    a=Fma = \frac{F}{m}

    Отношение ускорений a1/a2a_1 / a_2 будет обратно пропорционально отношению масс:

    a1a2=m2m1\frac{a_1}{a_2} = \frac{m_2}{m_1}

    Подставим значения:

    a1a2=m2m1=m2m227=27\frac{a_1}{a_2} = \frac{m_2}{m_1} = \frac{m_2}{\frac{m_2}{27}} = 27

Ответ: отношение ускорений a1a2\frac{a_1}{a_2} составляет 27.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос