急!!一道物理题!!!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/19 15:19:14
光滑平面上, 两质点M由长L轻棒相连, 质点m初速v如图示与一M成ψ角相撞后沿原路径以v/2速率弹回, 求相撞后质点相对轻棒质心的速度,及轻棒绕质心的转动速率.

因为系统整体动量及动能守恒,故联立方程:
mv=-(1/2)mv+2MV(V)
(1/2)mv^2=(1/2)m(1/4)v^2+(1/2)2MV^2
得轻棒质心在惯性系的速度V=v/2
故质点相对轻棒质心v'=v

又因为系统碰撞前后角动量守恒
故碰撞前 棒质心相对质点m(假设质点m不动)速度为v,以质点m为定点,棒就有一个绕质点m的转动趋势,其角动量为2M(1/2)Lv*sin(ψ),碰撞后,棒质心仍有一个绕质点m的转动趋势,但棒自身也有自旋趋势(自旋角动量),故此时棒角动量为2M(1/2)LV*sin(ψ)+2M(1/2)Lv''
因为质点m在过程中无任何角动量故列方程:
2M(1/2)Lv*sin(ψ)=2M(1/2)LV*sin(ψ)+2M(1/2)Lv''
v''=v*sin(ψ)/2

这个问题很复杂,和冲击力有关