Logo
Logo

Столкновение гантелей

Как будут двигаться гантельки после столкновения?

Направим ось $x$ по движению гантельки. Перейдём в систему отсчета, движущуюся вместе с центром масс системы со скоростью $\frac{v}{2}$.

На рисунках $а$ и $б$ показаны скорости дисков соответственно перед соударением и сразу после соударения. Диски пронумерованы цифрами от $1$ до $4$. Совершив почти полный оборот после первого соударения, гантельки снова сталкиваются дисками $1$ и $4$ (см. рисунок $в$).

В результате гантельки движутся поступательно со скоростями $\frac{v}{2}$ под углом $2 \operatorname{arctg} \frac{2 R}{L}=\frac{\pi}{3}$ к оси $x$.
В системе отсчета, связанной со столом, гантельки после взаимодействия будут двигаться (см. рисунок $г$) поступательно со скоростями $v_{1}=\frac{v \sqrt{3}}{2}$ и $v_{2}=\frac{v}{2}$ под углами $\frac{\pi}{6}$ и $\frac{\pi}{3}$ к оси $x$. Оси гантелек составляют с осью $x$ угол $\frac{\pi}{6}$.

Ответ: Гантельки будут двигаться поступательно со скоростями $v_{1}=\frac{v \sqrt{3}}{2}$ и $v_{2}=\frac{v}{2}$ под углами $\frac{\pi}{6}$ и $\frac{\pi}{3}$ к оси $x$. Оси гантелек составляют с осью $x$ угол $\frac{\pi}{6}$.