Удар ещё удар
Сегодня мы разберём ещё одну задачу-демонстрацию замечательной олимпиады «Твой путь в настоящую науку», которую проводит физический факультет Новосибирского государственного университета. Эта задача предлагалась участникам олимпиады в 2018 году, и вот какому явлению здесь нужно дать качественное объяснение.
Подвесим большой и малый стальные шары на нитях вплотную друг к другу так, чтобы их центры масс располагались на одном уровне. Отклоним меньший шар и отпустим его, и после первого удара шары разлетаются в разные стороны, а после второго массивный шар останавливается. Дальше процесс повторяется, и большой шар остаётся на месте после каждого чётного удара. Повторим опыт, но теперь отклоним и отпустим массивный шар. После первого удара шары двигаются в одну сторону, а после второго лёгкий шар останавливается. Затем всё повторяется, и после каждого чётного удара на месте остаётся меньший шар.
Чтобы объяснить результаты этих опытов, можно сделать расчёты на основе законов сохранения импульса и энергии, но мы обошлись совсем без формул! А ещё советуем посмотреть ролик «Христиан Гюйгенс и теория удара», вы получите большое удовольствие.
маятник
упругий удар
олимпиада нгу
олимпиада твой путь в настоящую науку
Geo Snur
По закону сохранения импульса - импульс малого шарика передаётся большому, но поскольку массы не равны - часть импульса отражается малому (как удар о стену). Поскольку частоты колебаний шариков синхронизированы, то возврат импульса от большого шара малому происходит при возвращении в точку столкновения. В обратной ситуации большой шар теряет только часть своего импульса и получает его обратно при каждом чётном колебании.
Mar 27 17:26