1.4.9. Тело налетает на стенку со скоростью $v$ пол углом $\alpha$ к линии, перпендикулярной стенке. Определите скорость тела после упругого удара, если стенка:
а) неподвижна; б) движется перпендикулярно самой себе со скоростью $w$ навстречу телу; в) движется под углом $\beta$ к линии, перпендикулярной ей самой, со скоростью $w$ навстречу телу
Решение
$а)$ Т.к. соударение упругое, то по Закону Сохранения Импульса:
В системе отсчета связанной со стенкой относительная скорость шарика $\vec{v_{отн}} = \vec{v} - \vec{w}$. При упругом отражении, переходя в СО земли скорость равняется $\vec{u} = \vec{v} - 2\vec{w}$.
Ниже наглядно продемонстрирована работа с векторными величинами
Иллюстрация скоростей шарика
Найдем проекции вектора $\vec{u}$ на горизонтальную и вертикальные оси:
$$u_y = v \sin\alpha$$
$$u_x = v \cos\alpha + 2w$$
Воспользовывшись т. Пифагора, найдем модуль вектора $\vec{u}$
$$u = \sqrt{u_x^2+u_y^2}$$
$$u = \sqrt{(v \sin\alpha )^2 + (v \cos\alpha + 2w)^2}$$