Question

Как вы думаете, если на неподвижное тело массой 5 кг налетает шар массой 1 кг, со скоростью 10 м/с, то какую скорость приобретет покоящееся до взаимодействия тело? Какое из тел менее инертно? Почему?

Answer 1

Масса первого тела больше массы второго тела в 5/1 = 5 раз.

Покоящееся до взаимодействия тело приобретёт скорость 10/5 = 2 м/с.

Чем меньше меняется скорость тела при взаимодействии, тем большую массу оно имеет - это тело более инертно.

Чем больше меняется скорость тела при взаимодействии, тем меньшую массу оно имеет - это тело менее инертно.

Следовательно, более инертным будет покоящееся до взаимодействия тело. Оно имеет большую массу, чем другое тело.

Answer 2

При столкновении между шаром и неподвижным телом, соблюдается закон сохранения импульса. Импульс – это произведение массы объекта на его скорость.

Импульс шара до столкновения равен массе шара, умноженной на его начальную скорость: Импульс шара до = (масса шара) * (начальная скорость шара) = 1 кг * 10 м/с = 10 кг·м/с.

После столкновения, скорость шара останется неизменной, а скорость неподвижного тела будет равна: Скорость трёхкратно большего тела = (импульс шара до столкновения) / (масса трёхкратно большего тела) = 10 кг·м/с / (5 кг) = 2 м/с.

Таким образом, покоящееся тело после столкновения получит скорость 2 м/с.

Тело массой 1 кг будет иметь бóльшую инерцию (меньшую инертность), так как масса шара меньше массы неподвижного тела. Инерция связана с сопротивлением тела изменению скорости в результате воздействия внешних сил. Чем больше масса, тем большую силу требуется приложить, чтобы изменить скорость данного тела. Таким образом, масса 1 кг менее инертна, чем масса 5 кг, так как она легче изменит свою скорость при столкновении с неподвижным телом.