Question

Брошенный мяч массой 2 кг ударяется в тележку массой 1 кг, тележка начинает двигаться со скоростью 2 м/с, а мяч отскакивает в противоположную сторону со скоростью 2 м/с. Определить скорость с которой был брошен мяч.

Answer 1

Закон сохранения импульса:
m1*V1+m2*0=-m1*U1+m2*U2
перенеся m1 слева направо:
V1=(m2*U2-m1*U1)/m1=(1кг*2м/с-2кг*2м/с)/2кг=-1м/с
отрицательной скорости быть не может, поэтому данная задача нарушает все законы физики. может мяч был 1 кг, а тележка 2кг?

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения импульса.

Импульс тележки до удара равен нулю, так как она покоится, а импульс мяча равен произведению его массы на скорость движения:

p_мяч = m_мяч * v_мяч

После удара, тележка и мяч начинают двигаться. Импульс тележки равен произведению ее массы на скорость движения:

p_тележка = m_тележка * v_тележка

Импульс мяча после удара равен произведению его массы на скорость движения:

p_мяч_после = m_мяч * (-v_мяч_после)

Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после удара должна быть равна:

p_мяч + p_тележка = p_мяч_после

m_мяч * v_мяч + m_тележка * v_тележка = m_мяч * (-v_мяч_после)

Подставляем известные значения:

2 * v_мяч + 1 * 2 = 2 * (-v_мяч_после)

2v_мяч + 2 = -2v_мяч_после

2v_мяч + 2 = -2v_мяч + 2

4v_мяч = 0

v_мяч = 0

Таким образом, скорость, с которой был брошен мяч, равна нулю.