Klub 44F - zadania XI 2019»Zadanie 686
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania XI 2019
- Publikacja w Delcie: listopad 2019
- Publikacja elektroniczna: 31 października 2019
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (376 KB)
Dwie małe kulki o masach
połączone nieważkim prętem o długości
spoczywają na gładkim stole. W odległości
od jednej z kulek znajduje się wbity w powierzchnię stołu kołek. W chwili początkowej odległość między prętem a kołkiem jest bardzo mała (rysunek). Kulka położona bliżej kołka została uderzona w kierunku równoległym do powierzchni stołu i prostopadłym do pręta i w bardzo krótkim czasie uzyskała prędkość
Następnie pręt zderzył się sprężyście z kołkiem. Jaka powinna być odległość
aby po zderzeniu pręt nie obracał się?

opisuje równanie
, gdzie
jest średnią siłą działającą na kulkę w czasie zderzenia
Równanie ruchu obrotowego układu z prędkością kątową
wokół środka masy ma postać
stąd
Ruch kulki, której nadano prędkość
jest złożeniem ruchu postępowego i obrotowego, zatem
Prędkość drugiej kulki wynosi
Po zderzeniu sprężystym z kołkiem ruch układu jest ruchem czysto postępowym, zasada zachowania energii ma więc postać
, gdzie
jest prędkością układu po zderzeniu. Oznaczając przez
średnią siłę działającą na pręt w czasie
podczas zderzenia z kołkiem, możemy napisać równanie ruchu postępowego:

