Объяснение:
Попробуем записать уравнения движения для этих тел:
Пусть, например, первое тело будет двигаться вдоль оси Х, а второе тело против. Подставим в эти уравнения известную начальную скорость υ₀ = 0 и ускорение a = 2 м/с². Тогда уравнения движения примут следующий вид:
Для первого тела:
Для второго тела:
Оно движется ускоряясь против оси Х, поэтому проекция ускорения на ось отрицательная.
Можно заметить, что уравнения для перемещения тел и для их скорости почти идентичны. Только одно из тел будет двигаться вдоль оси (с положительной скоростью и ускорением), а другое против (с отрицательной скоростью и ускорением).
Так как тела начали движение одновременно, к моменту встречи они успеют развить одинаковую по модулю, но противоположную по знаку скорость. В этом легко убедиться, если попробовать подставлять разные значения времени в уравнения для скорости тел.
Рассмотрим два нижних шарика. Так как их массы одинаковы, их центр тяжести 2m лежит на середине нижней стороны треугольника, соединяющей эти шарики (Рисунок 1). Задача сводится к определению центра тяжести системы двух шариков - верхнего, массой 2m и нижнего с такой же массой 2m. Очевидно, что центр тяжести системы этих двух шариков 4m, а значит и всей системы в целом, лежит на середине стороны, соединяющей эти два шарика. Так как треугольник равносторонний, то медиана, проведенная к нижней стороне треугольника является и биссектрисой верхнего угла. Значит искомый центр тяжести лежит на середине биссектрисы верхнего угла, в котором находится шарик массой 2m (Рисунок 2).
ответ: Центр тяжести системы шариков находится на середине биссектрисы угла, в котором находится шарик массой 2m.
