предположим, что у меня есть 2 блока, скажем, A и B, которые соединены пружиной и находятся в состоянии покоя, и есть третий блок C, который сталкивается с A, будет ли правильно использовать уравнение сохранения импульса для этого события.
Я в замешательстве, потому что, когда блок А сталкивается, то есть когда процесс продолжается, блок А набирает скорость (ускоряется), в результате чего он воздействует на пружину, а пружина оказывает такое же усилие на пружину. блок. Таким образом, на него действует внешняя сила, которая не позволяет мне использовать уравнение сохранения.
Итак, если это уважительная причина, какую стратегию я должен использовать, чтобы узнать скорость блока A?
Энергия сохраняется до тех пор, пока вы считаете пружину частью системы. В заданный момент после столкновения у вас будет кинетическая энергия трех блоков плюс потенциальная энергия пружины. Это даст вам необходимую информацию (вместе с сохранением импульса), чтобы выяснить, что вам нужно.
Если это упругое столкновение, проблема довольно сложная. Сохранение импульса всегда работает — даже для неупругих столкновений — но в системе, которую вы описываете, конечная скорость A не является «фиксированной»; вы можете увидеть это, если сначала предположите, что удар длится бесконечно малое время. В этом случае A еще не «начал двигаться» к моменту завершения столкновения, поэтому деформации пружины нет, и единственная сила, которую испытывает A, — это сила столкновения с C. В этом смысле вы можете трактовать столкновение между А и С, не заботясь ни о В, ни о пружине.
Но как только столкновение закончилось, А начинает двигаться с некоторой скоростью - и тогда она будет сжимать пружину, и возникающая сила будет передавать импульс от А к В. После сжатия пружина снова начнет расширяться - в центре масс кадр, А и В будут колебаться вокруг центра масс.
Очевидно, что если столкновение займет конечное время, то начнется это колебательное движение; по этой причине вам нужно сделать (явно указать) предположение о продолжительности начального столкновения, чтобы ответить на вопрос о скорости А.
Джон Алексиу