Лёгкая задачка на законы сохранения.

Question

У нас есть брусок и шайба. В брусок въезжает шайба с начальной горизонтальной скоростью, поднимается на максимальную высоту h и съезжает. Найти скорости бруска и шайбы (v1; v2) , когда шайба съедет окончательно из бруска. На видео решили задачу, как на скрине. У меня решение другое. Скажите, прав ли я, ну с аргументами естественно.

Энергия шайбы сохраняется, т. к. вектор dr перпендикулярен силе реакции опоры всегда. Следовательно, скорость, с которой он влетел, равна скорости вылета v0 = v1:
v1

Answer 1

можно задать себе простой вопрос для самоконтроля.

будет ли максимальная высота подъема шайбы одинакова для случаев, когда:
а) брусок имет возможность свободно скользить по полу
б) брусок прикручен к полу на черные саморезы

если да, то брусок никуда не обязан двигаться.
если нет, то часть исходной кинетической энергии шайбы потратилась на брусок, и, значит, вылетать обратно она должна с меньшей скоростью, чем влетела.

Answer 2

Вы правы в том, что энергия шайбы сохраняется, и её скорость после вылета равна v_1. Однако горизонтальный импульс не сохраняется, так как сила реакции опоры не перпендикулярна движению шайбы. Чтобы найти скорость шайбы после вылета, нужно использовать второй закон Ньютона:
F_r = m * a, где F_r— сила реакции опоры, m— масса шайбы, a— ускорение шайбы.
Так как шайба движется вверх с ускорением, сила реакции опоры направлена под углом к горизонту. Таким образом, горизонтальный импульс не сохраняется, и скорость шайбы после вылета будет отличаться от v_1.