Мальчик в спортзале пинает от пола два мяча с одинаковой начальной скоростью и под одинаковым углом в сторону стены зала, с расстояния L = 8 м от нее. Какую начальную скорость имели мячи, если они столкнулись в воздухе на высоте h = 3 м от пола зала на расстоянии L1 = 4 м от стены. Мячи упруго отскакивают от стены. Размером мяча пренебречь. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2. Ответ привести с точностью до 3 значащих цифр.
Для того, чтобы мячи столкнулись в воздухе, они должны двигаться по одной траектории. Действительно, предположим, что их траектории пересекаются, но не совпадают — в таком случае к точке столкновения мячи подойдут под разными углами к горизонтали. Траекторию первого мяча после его отскока от стены можно зеркально отразить от стены — и она не будет отличаться от баллистической траектории мяча, не встретившего препятствий. При полете тела по баллистической траектории движение в двух точках на заданной высоте происходит под одинаковым по модулю углом к горизонтали. Если два тела оказываются в одной точке с одинаковой скоростью, то их траектории совпадают. Траектории падающего и отскочившего мяча совпадают только при падении под углом Значит, мяч ударяется о стену в вершине траектории. Пусть H — максимальная высота подъема мяча, t — время полета мяча до стенки. Тогда и где горизонтальная составляющая скорости мяча. Обозначим за время полета мяча от стенки до столкновения. Тогда Исключив время, получаем
Ответ: 12,6 м/с или 12,6.