התנגשות אלסטית

מאת: ד"ר אורן שריקי, מורה בביה"ס למדעים ואמנויות ירושלים.

נתונה המערכת המתוארת בתרשים.

משחררים את גוף A, שמסתו  מגובה . הוא מחליק במורד הקשת השמאלית ומתנגש התנגשות אלסטית בגוף נייח B, שמסתו אינה ידועה. לאחר ההתנגשות, ממשיך הגוף A לנוע ימינה במהירות . הגוף B נהדף ימינה ומגיע לגובה מקסימלי של  בקשת הימנית. כל קטעי המסילה חלקים פרט לקטע העבה שאורכו L, שם מקדם החיכוך הקינטי בין הגופים למסילה הינו.
א. מה היא המהירות של גוף A לפני ההתנגשות?
ב. מהי מהירותו של גוף B לאחר ההתנגשות?
ג. מהי מסתו של גוף B?
ד. מהו אורך הקטע L?
ה. מפעילים את המערכת באותם תנאים כמקודם ודואגים לסלק את גוף A מיד לאחר ההתנגשות בגוף B, כך שגוף B ממשיך לנוע לבדו מצד לצד. הערך כמה מחזורי תנודה הלוך וחזור יבצע גוף B עד שיעצר.

תשובות:
א. 5 מטר לשניה
ב. 8 מטר לשניה
ג. 0.05 ק"ג
ד. 2.5 מטר
ה. כ-3 מחזורים בשניה.