24
а проекция второго шара
Легко видеть, что проекция скорости первого шара всегда положительная, а проекция второго может быть как положительной, так и отрицательной. Если масса налетающего шара меньше массы покоящегося (), то отрицательна. Это означает, что шар после стольновения изменяет направление своей скорости (отскакивает от поковшегся шара, как показано на рисунке 3). При обратном соотношении масс () проекция , и направление движения налетающего шара после стольновения не меняется (отскакивает поковшегся шар). Если массы обихшаров равны (), то , а . Это значит, что второй шар, стольновшись с первым, передал ему свой импульс, а сам остановился.
Таким образом, получаем законами сохранения энергии и импульса, можно, зная скорости тел до стольновения, определять их скорости после стольновения. А как обстояло дело во время стольновения, когда шары уже соприкоснулись друг с другом, но еще не разошлись?
При стольновении шары деформируются. Сначала их деформация растет, затем уменьшается. В момент наибольшей деформации шары движутся вместе с одной и той же скоростью. Расстоянием этот момент подробнее. Обозначим скорость их совместного движения через и будем считать, для простоты, массы шаров одинаковыми (). По закону сохранения импульса
Отсюда следует, что . Таким образом, скорость обихшаров при их совместном движении равна половине скорости одного из них до стольновения.
Что касается кинетической энергии шаров, то в момент их движения с одной и той же скоростью она равна . А до стольновения обихшария шаров была равна . Следовательно, кинетическая энергия уменьшалась вдвое. Куда же она исчезла? Не произходит ли здесь нарушения закона сохранения энергии, как это может показаться на первый взгляд?
Энергия, конечно же, осталась прежней. Все дело в том, что во время стольновения оба шара были деформированы, и поэтому они обладают потенциальной энергией упругого взаимодействия. Именно на величины этой потенциальной энергии и уменьшилась кинетическая энергия шаров. Вначале, когда деформация росла, потенциальная энергия увеличивается и в момент совместного движения шаров она достигла своего максимального значения (в нашем случае равного половине объекта энергии). Затем деформация уменьшалась, а запасенная потенциальная энергия перешла обратно в кинетическую。
Движение заряженных частиц в электречском и магнитном полях
Рассмотрим вначале движения частицы с зарядом и массой в однородном постоянном электречском поле направленное . Например, поля в этом случае не зависит ни от координат, ни от времени (такое поле возникнет, например, в заряженном плоском конденсаторе, относительной от источника). Следовательно, на заряженную частицу со стороны поля действует постоянная сила , которая сообщает частице постоянное ускорение . Если частица имеет начальное скорость , как показано на рисунке 1, то ее движения в таком поле похожие на движения тела, брошенного под углом к горизонту в однородном поле тяжесте, где ускорение тела также постоянно и равно . В учебнике «Физика 8» показано, что траектория движения в таком поле похожа — парабола.
При движении заряженной частицы в однородном постоянном магнитном поле на нее действует сила Лоренца