Для решения задачи о неупругом соударении двух шаров необходимо применить закон сохранения импульса. В случае неупругого соударения два тела после столкновения движутся вместе с одной скоростью.
Дано:
- масса первого шара ( m_1 = 2 ) кг,
- масса второго шара ( m_2 = 4 ) кг,
- скорость второго шара до соударения ( v_2 = 2 ) м/с,
- общая скорость после соударения ( v' = 4 ) м/с.
Пусть скорость первого шара до соударения — ( v_1 ) м/с. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы до соударения равен суммарному импульсу системы после соударения.
Запишем закон сохранения импульса для данной системы:
[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v' ]
Подставим известные значения:
[ 2 v_1 + 4 \cdot 2 = (2 + 4) \cdot 4 ]
Решим это уравнение:
[ 2 v_1 + 8 = 24 ]
[ 2 v_1 = 24 - 8 ]
[ 2 v_1 = 16 ]
[ v_1 = \frac{16}{2} ]
[ v_1 = 8 \, \text{м/с} ]
Итак, скорость первого шара до соударения равнялась 8 м/с.