2.5.26. Частица массы $2m$ налетает на неподвижную частицу массы $m$. После столкновения частицы разлетаются симметрично под углом $45◦$ к направлению начальной скорости. Во сколько раз возросла суммарная кинетическая энергия после столкновения?
Решение
Запишем кинетическую энергию в начале: $$E_0=\frac{2mv^2}{2}=mv^2$$ Запишем закон сохранения импульса по двум осям:
Сначала по оси ординат: $$2mv=mv_1cos\frac{\pi}{4}+2mv_2cos\frac{\pi}{4} \tag{ox}$$
$$2v=\frac{v_1\sqrt{2}}{2}+v_2\sqrt{2}$$
$$v_1+2v_2=2v\sqrt{2}$$ Далее, по оси абцисс: $$0=mv_1sin\frac{\pi}{4}-2mv_2sin\frac{\pi}{4}\tag{oy}$$ Отсюда соотношение скоростей тел после удара: $$v_1=2v_2$$ Подставив в закон сохранения импульса по оси ординат, получим: $$v_1=v\sqrt{2}$$