Ответ:
-0,2 м/с (движется назад)
1,8 м/c (вперед)
Объяснение:
Начальные скорости и массы обозначим как v1, v2 и m1, m2.
Перейдем в СЦМ (систему центра масс). Она движется со скоростью
![v_c=\frac{m_1v_1+m_2v_2}{m_1+m_2}](https://tex.z-dn.net/?f=v_c%3D%5Cfrac%7Bm_1v_1%2Bm_2v_2%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D)
Проекции скоростей тела в этой системе отсчета такие:
![u_1=v_1-v_c=\frac{(v_1-v_2)m_2}{m_1+m_2}\\u_2=v_2-v_c=-\frac{(v_1-v_2)m_1}{m_1+m_2}](https://tex.z-dn.net/?f=u_1%3Dv_1-v_c%3D%5Cfrac%7B%28v_1-v_2%29m_2%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D%5C%5Cu_2%3Dv_2-v_c%3D-%5Cfrac%7B%28v_1-v_2%29m_1%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D)
Рассмотрим удар. Суммарный импульс системы равен нулю, а энергия в процессе удара сохраняется (удар упругий). Тогда скорости тел (в СЦМ) не могут измениться по модулю, могут лишь поменять направления. Удар центральный, значит направления изменятся на противоположные:
![u_1'=-\frac{(v_1-v_2)m_2}{m_1+m_2}\\u_2'=\frac{(v_1-v_2)m_1}{m_1+m_2}](https://tex.z-dn.net/?f=u_1%27%3D-%5Cfrac%7B%28v_1-v_2%29m_2%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D%5C%5Cu_2%27%3D%5Cfrac%7B%28v_1-v_2%29m_1%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D)
Вернемся в исходную систему отсчета:
![v_1'=u_1'+v_c=\frac{(m_1-m_2)v_1 + 2m_2v_2}{m_1+m_2}\\v_2'=u_2'+v_c=\frac{2m_1v_1+(m_2-m_1)v_2}{m_1+m_2}](https://tex.z-dn.net/?f=v_1%27%3Du_1%27%2Bv_c%3D%5Cfrac%7B%28m_1-m_2%29v_1%20%2B%202m_2v_2%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D%5C%5Cv_2%27%3Du_2%27%2Bv_c%3D%5Cfrac%7B2m_1v_1%2B%28m_2-m_1%29v_2%7D%7Bm_1%2Bm_2%7D)
Оно уменьшается
Во-первых потому что столб воздуха над нами уменьшается и его масса тоже
Во-вторых воздух сверху менее плотный и из-за этого его масса меньше
Пройденный путь:
S = a*t² / 2 = 2*5²/2 = 15 м
T=2*π*√(L*C)
Параллельное соединение - емкость 2С
Последовательное - емкость С/2
Период уменьшится в 2 раза а частота увеличится в 2 раза
=================
Результирующий вектор силы по теореме Пифагора
F=√F1²+F2²)=√(3²+4²)=5 H
Ускорение по 2 закону Ньютона a=F/m=5/5=1 м/с²
Направлено вдоль результирующей силы на юго-запад