РУҚА
22

Решение: Неупругое столкновение шариков

ЕГЭ · Физика · Задание 22 · Энергия и импульс
ПовышеннаяФИПИe17A4eРазвёрнутое решение≈ 4 минутыРазбор в 4 шага
Условие

Два пластилиновых шарика массами $m_1 = 10\ \text{г}$ и $m_2 = 20\ \text{г}$ летят навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями $u_1 = u_2 = 4{,}5\ \text{м/с}$. При столкновении шарики слипаются. Какой становится их скорость сразу после столкновения? Считать, что время взаимодействия шариков мало.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Выберем положительным направление движения шарика массой $m_1$. Тогда скорость шарика массой $m_2$ направлена противоположно и равна $-u_2$.

2

Так как время взаимодействия мало, импульсом внешних сил можно пренебречь. По закону сохранения импульса до и после столкновения:

$$m_1u_1 - m_2u_2 = (m_1 + m_2)v$$
3

Переведём массы в килограммы и найдём проекцию скорости слипшихся шариков:

$$v = \frac{0{,}010 \cdot 4{,}5 - 0{,}020 \cdot 4{,}5}{0{,}010 + 0{,}020} = -1{,}5\ \text{м/с}$$

Отрицательный знак показывает, что шарики после столкновения движутся в направлении, в котором до столкновения двигался шарик массой $20\ \text{г}$. Модуль скорости равен $1{,}5\ \text{м/с}$.

Ответ

Скорость слипшихся шариков равна $1{,}5\ \text{м/с}$ и направлена в сторону первоначального движения шарика массой $20\ \text{г}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать противоположные направления скоростей и складывать импульсы как величины одного знака.

Не перевести массы из граммов в килограммы.

Указать только модуль скорости без направления движения.

Использовать закон сохранения кинетической энергии при неупругом столкновении.

Закрепить приёмВ теме «Энергия и импульс» ещё 147 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 22 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 148 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.