MV²/2 + mv²/2 = MU²/2 + mu²/2 , где V и U – ЗНАКОВЫЕ ПРОЕКЦИИ скоростей большого тела до и после соударения, а v и u – знаковые проекции скоростей до и после соударения малого тела.
MV + mv = MU + mu ;
M ( V² – U² ) = m ( u² – v² ) ;
M(V–U) = m(u–v) ;
V + U = u + v ;
v–V = –(u–U) ;
|v–V| = |u–U| – итак, мы пришли к замечательному выводу: модуль скорости малого тела относительно большого ТОЧНО сохраняется.
К этому же выводу можно прийти и простыми рассуждениями, если перейти временно в инерциальную систему центра масс СЦМ. В СЦМ общий импульс равен нулю, т.е. модули скоростей двухчастной системы пропорциональны друг другу, а энергия сохраняется. Иначе говоря, энергия, пропорциональная сумме квадратов скоростей частей системы, а значит и просто – пропорциональная квадрату скорости любой из частей системы сохраняется! Стало быть, после упругого соударения должны сохраниться и модули скоростей частей системы в СЦМ. А раз скорости относительно СЦМ после соударения сохраняются по модулю и всё так же остаются противоположными, то значит их скорость относительно друг друга по модулю – ТОЧНО сохраняется.
Итак, после абсолютно упругого удара шайбы об уступ: скорости, как доски, так и шайбы – скачкообразно изменятся, ОДНАКО скорость шайбы ОТНОСИТЕЛЬНО ДОСКИ ТОЧНО сохранится по модулю и развернётся.
Будем считать, что движение шайбы всё время происходит в неинерциальной системе отсчёта, связанной с доской.
Для этого разберёмся, как параметры лабораторной системы (ЛСО) – связаны с нашей неинерциальной. В ЛСО движение шайбы происходит с ускорением a = –μg , при этом доска движется с противоположным ускорением [m/M]μg .
Таким образом, в неинерциальной СО, связанной с доской (далее СОД) ускорение шайбы: v' = –μg(1+m/M) ;
Когда скорость шайбы в СОД мгновенно разворачивается, сохраняясь по модулю – одновременно так же мгновенно разворачивается и ускорение в СОД.
Таким образом, в СОД – шайба всё время движется с одним и тем же ускорением v' = –μg(1+m/M), всегда направленным против скорости, которая изменяется без скачков по модулю (скачок отскока мы «сшили»).
В таком случае, поскольку всё происходит на длине S, не более чем 2L – справедлива кинематическая связь:
v²–0² = 2S|v'|< 2*2L|v'| , разность квадратов краевых скоростей равна удвоенному произведению ускорения и пути.
Условные знаки могут быть классифицированы по масштабности (пространственной протяжённости объектов). Так, различают:
масштабные условные знаки (площадные и линейные);
внемасштабные условные знаки (точечные);
пояснительные знаки.
Площадные
Примерами таких объектов могут быть: территория государства на карте масштаба М 1:40000000 или земельный участок на плане М 1:500.
Линейные
Линейными условными знаками на карте отображают значительные по одномерной пространственной протяжённости объекта, которые могут быть отображёны в заданном масштабе карты, при этом их ширина в данном масштабе не может быть отображена метрически верно.
Примерами таких объектов могут быть: реки или дороги на карте М 1:10000000.
Линейные условные знаки выглядят как линии различного графического начертания и цветов. При этом длина линии в масштабе соответствует протяжённости объекта на местности, а ширина линии является величиной условной, достаточной лишь для удобного рассмотрения невооружённым глазом.
При этом положению описываемого объекта на местности соответствует воображаемая или явная осевая линия условного знака.
Точечные
Точечными условными знаками на карте отображают объекты, имеющие размеры на местности, не выражаемые в заданном масштабе карты.
Например, колодец на карте М 1:25000 или город на карте М 1:40000000.
Значки внемасштабных точечных условных знаков, являющиеся идеограммами, выглядят как достаточно сложные рисунки заданного размера. При этом положению описываемого объекта на местности соответствует положение на карте так называемой главной точки точечного условного знака. У симметричных рисунков это обычно середина основания.
Подписи
Подписи являются внемасштабными вс условными знаками, предназначенными для описания названий объектов местности, их характеристик и свойств самой карты.
Для выполнения подписей на картах используются специальные картографические гарнитуры шрифтов.
MV²/2 + mv²/2 = MU²/2 + mu²/2 ,
где V и U – ЗНАКОВЫЕ ПРОЕКЦИИ скоростей большого тела до и после соударения, а v и u – знаковые проекции скоростей до и после соударения малого тела.
MV + mv = MU + mu ;
M ( V² – U² ) = m ( u² – v² ) ;
M(V–U) = m(u–v) ;
V + U = u + v ;
v–V = –(u–U) ;
|v–V| = |u–U| – итак, мы пришли к замечательному выводу: модуль скорости малого тела относительно большого ТОЧНО сохраняется.
К этому же выводу можно прийти и простыми рассуждениями, если перейти временно в инерциальную систему центра масс СЦМ. В СЦМ общий импульс равен нулю, т.е. модули скоростей двухчастной системы пропорциональны друг другу, а энергия сохраняется. Иначе говоря, энергия, пропорциональная сумме квадратов скоростей частей системы, а значит и просто – пропорциональная квадрату скорости любой из частей системы сохраняется! Стало быть, после упругого соударения должны сохраниться и модули скоростей частей системы в СЦМ. А раз скорости относительно СЦМ после соударения сохраняются по модулю и всё так же остаются противоположными, то значит их скорость относительно друг друга по модулю – ТОЧНО сохраняется.
Итак, после абсолютно упругого удара шайбы об уступ: скорости, как доски, так и шайбы – скачкообразно изменятся, ОДНАКО скорость шайбы ОТНОСИТЕЛЬНО ДОСКИ ТОЧНО сохранится по модулю и развернётся.
Будем считать, что движение шайбы всё время происходит в неинерциальной системе отсчёта, связанной с доской.
Для этого разберёмся, как параметры лабораторной системы (ЛСО) – связаны с нашей неинерциальной. В ЛСО движение шайбы происходит с ускорением a = –μg , при этом доска движется с противоположным ускорением [m/M]μg .
Таким образом, в неинерциальной СО, связанной с доской (далее СОД) ускорение шайбы: v' = –μg(1+m/M) ;
Когда скорость шайбы в СОД мгновенно разворачивается, сохраняясь по модулю – одновременно так же мгновенно разворачивается и ускорение в СОД.
Таким образом, в СОД – шайба всё время движется с одним и тем же ускорением v' = –μg(1+m/M), всегда направленным против скорости, которая изменяется без скачков по модулю (скачок отскока мы «сшили»).
В таком случае, поскольку всё происходит на длине S, не более чем 2L – справедлива кинематическая связь:
v²–0² = 2S|v'|< 2*2L|v'| , разность квадратов краевых скоростей равна удвоенному произведению ускорения и пути.
v² < 4Lμg (1+m/M) ;
v < 2√[Lμg(1+m/M)] ;
vmax = 2√[Lμg(1+m/M)] ≈ 2√[0.1g(1+110/500)] ≈ 2√[0.1g(61/50)] ≈
≈ 2√[12.2g/100] ≈ 2√[121/100] ≈ 2*11/10 ≈ 2.2 м/с ;
Хотя, вообще-то если посчитать на калькуляторе, в соответствии с обоими требованиями «до двух знаков после запятой» и «g = 10 м/с2», то:
vmax = 2√[Lμg(1+m/M)] ≈ 2√[1+110/500] ≈ 2.21 м/с .
Масштабность условных знаков
Условные знаки могут быть классифицированы по масштабности (пространственной протяжённости объектов). Так, различают:
масштабные условные знаки (площадные и линейные);
внемасштабные условные знаки (точечные);
пояснительные знаки.
Площадные
Примерами таких объектов могут быть: территория государства на карте масштаба М 1:40000000 или земельный участок на плане М 1:500.
Линейные
Линейными условными знаками на карте отображают значительные по одномерной пространственной протяжённости объекта, которые могут быть отображёны в заданном масштабе карты, при этом их ширина в данном масштабе не может быть отображена метрически верно.
Примерами таких объектов могут быть: реки или дороги на карте М 1:10000000.
Линейные условные знаки выглядят как линии различного графического начертания и цветов. При этом длина линии в масштабе соответствует протяжённости объекта на местности, а ширина линии является величиной условной, достаточной лишь для удобного рассмотрения невооружённым глазом.
При этом положению описываемого объекта на местности соответствует воображаемая или явная осевая линия условного знака.
Точечные
Точечными условными знаками на карте отображают объекты, имеющие размеры на местности, не выражаемые в заданном масштабе карты.
Например, колодец на карте М 1:25000 или город на карте М 1:40000000.
Значки внемасштабных точечных условных знаков, являющиеся идеограммами, выглядят как достаточно сложные рисунки заданного размера. При этом положению описываемого объекта на местности соответствует положение на карте так называемой главной точки точечного условного знака. У симметричных рисунков это обычно середина основания.
Подписи
Подписи являются внемасштабными вс условными знаками, предназначенными для описания названий объектов местности, их характеристик и свойств самой карты.
Для выполнения подписей на картах используются специальные картографические гарнитуры шрифтов.
Объяснение: