Question

Добрый вечер. Прошу помощи. задание в прошлогодней московской олимпиады по физике. На гладкой горизонтальной поверхности находится жесткий клин массой M, причем его гладкая наклонная поверхность составляет угол α с горизонтом. На этот клин налетает жесткий шарик массой m, у которого за мгновение до столкновения с наклонной поверхностью клина скорость была горизон- тальной. Происходит абсолютно упругий удар. При каком отношении m/M шарик после удара будет двигаться в вертикальном направлении?

Answer 1

прошу прощения за мазню, и ещё, задачка весёлая, так что в решении я уверен на 58%

Answer 2

Добрый вечер! Я могу помочь вам решить задачу с Московской олимпиады по физике.

После абсолютно упругого столкновения скорость шарика будет изменена, и он будет двигаться в новом направлении. Чтобы определить, при каком отношении масс m/M шарик будет двигаться в вертикальном направлении, мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.

При столкновении импульс шарика должен быть перпендикулярен наклонной поверхности клина. Это означает, что изменение горизонтальной компоненты импульса шарика должно быть равно нулю. Таким образом, горизонтальная составляющая импульса шарика до столкновения равна горизонтальной составляющей импульса шарика после столкновения:

m * v = m * v'

Здесь v - горизонтальная скорость шарика до столкновения, v' - горизонтальная скорость шарика после столкновения.

Кроме того, из закона сохранения энергии мы знаем, что кинетическая энергия системы до и после столкновения должна быть равна:

(1/2) * M * V^2 = (1/2) * M * V'^2 + (1/2) * m * v'^2

Здесь V - скорость клина после столкновения, V' - скорость клина до столкновения.

Мы также можем использовать соотношение между скоростями клина и шарика после удара:

V' = v' + V

Теперь мы можем решить систему уравнений, состоящую из этих четырех уравнений, чтобы определить отношение m/M, при котором шарик будет двигаться в вертикальном направлении.

Пожалуйста, уточните, нужны ли вам численные значения угла α, массы M, скорости v и других параметров, чтобы я мог помочь вам с точным решением задачи.