Автомобіль з гумовими бамперами (м = 900 кг, v = 20 м / с) вдаряється об нього повністю пружно
жорстка стіна.
і) Яка швидкість автомобіля після удару?
ii) Наскільки велика зміна кінетичної енергії автомобіля?
iii) Наскільки великий імпульс, який передається стіні?

Пусть при прохождении точки π/2 шарик будет иметь скорость V2.

Заметим, что при прохождении точки π/2 шарик должен иметь неотличимое натяжение нити, иначе она согнется и полный оборот не получится.

Тогда по второму закону Ньютона имеем: mg = ma, т.е. a = g

Центростремительное ускорение шарика в точке π/2: g = V2^2 / R => V2^2 = g R

Теперь прибегнем к закону сохранения энергии (в точке -π/2 и π/2). Получаем (V1 -  начальная скорость шарика, которую мы ищем):

mV1^2 / 2 = mV2^2/2 + mg2R

mV1^2 / 2 = (mgR + 4mgR) / 2

mV1^2 = 5mgR

V1 = √5gR

Дано:
кг
м
°
кг
м/с
м/с

Найти:


Решение:

1) Изначально шар находится на некоторой высоте h1 с длиной нити l. Затем его опускают и в положении дальнейшего соударения с пулей шар имеет скорость V1. Запишем закон сохранения энергии:



Сокращаем m1. Рассмотрим cosα:



Откуда выводим h1:



Выводим из ЗСЭ V1, подставляя формулу для h1:



2) Закон сохранения импульса по горизонтали для пули и шара, спроецированный на некоторую ось ОХ, направленную в сторону движения пули, имеет вид:

,

где V1' - скорость шара после соударения с пулей. Выведем ее:



3) Закон сохранения энергии для шара после соударения с пулей:



При этом h2 аналогично h1 равен:



Перепишем ЗСЭ в виде:



Откуда cosβ:

°