Βλήμα μάζας m1 = 1kg που κινείται οριζόντια σε λείο οριζόντιο επίπεδο με ταχύτητα μέτρου υ1 = 50 m/s συγκρούεται
κεντρικά με αρχικά ακίνητο σώμα μάζας
m2 = 5 kg. Το βλήμα διαπερνά το σώμα m2 και
μόλις εξέλθει απ’ αυτό συναντά αρχικά
ακίνητο σώμα μάζας m3 = 4kg με το οποίο
συγκρούεται κεντρικά και πλαστικά. Το
σώμα μάζας m3 είναι προσδεμένο στο άκρο
τεντωμένου μη ελαστικού νήματος,
αμελητέας μάζας, μήκους l = 0,4 m, το οποίο
πριν την κρούση ισορροπεί με το νήμα
στην κατακόρυφη θέση. Η κινητική ενέργεια του βλήματος
κατά τη διάρκεια της πρώτης κρούσης
μειώνεται κατά 96%. Να υπολογίσετε:
α. Το μέτρο της ταχύτητας που αποκτά
το σώμα μάζας m2 αμέσως μετά την πρώτη
κρούση.
β. Το μέτρο της ταχύτητας του
συσσωματώματος m1 και m3 αμέσως μετά τη
δεύτερη κρούση.
γ. Τη μέγιστη γωνία εκτροπής του νήματος
από την κατακόρυφη θέση.
δ. Το ποσοστό της αρχικής κινητικής
ενέργειας του βλήματος που μετατράπηκε
σε θερμότητα στη διάρκεια του παραπάνω
φαινομένου.
ε. Αν η δεύτερη κρούση είναι κεντρική
ελαστική, να υπολογίσετε την οριζόντια
ταχύτητα που πρέπει να έχει το σώμα
μάζας m3, πριν την κρούση του με το βλήμα,
ώστε μετά την κρούση του με το βλήμα, το
νήμα να εκτραπεί από την κατακόρυφη
θέση προς την ίδια κατεύθυνση κατά
μέγιστη γωνία ίση με τη μέγιστη γωνία
που υπολογίσατε στο ερώτημα γ.
Θεωρήστε αμελητέα τη χρονική διάρκεια
κάθε κρούσης και ότι όλα τα σώματα έχουν
αμελητέες διαστάσεις. Τριβές δεν
εμφανίζονται κατά τη διάρκεια κίνησης
των σωμάτων πάνω στο οριζόντιο δάπεδο.
Δίνεται g=10 m/s2.
απαντηση