Два тела, массой m=6кг каждое, движутся с одинаковой скоростью v=9м/с под углом 2α друг к другу. Энергия (в Дж), выделяющаяся при их абсолютно неупругом соударении, вычисляется по формуле Q=mv2sin2α, где m — масса (в кг), v — скорость (в м/с). Найдите, под каким углом 2α должны двигаться тела, чтобы в результате соударения выделилась энергия, равная 243 Дж. Ответ дайте в градусах.
Источник: ЕГЭ по математике 2020. Досрочная волна.
Решение:
Подставим известные значения в формулу:
243=6⋅92⋅sin2α
Упростим выражение:
243=6⋅81⋅sin2α=486⋅sin2α
Разделим обе части на 486:
sin2α=486243=0,5
Извлечём квадратный корень:
sinα=0,5=22
Найдём угол α:
α=arcsin(22)=45∘
Таким образом, искомый угол:
2α=2⋅45∘=90∘