Ответ:
Для решения задачи применим закон сохранения импульса. Так как шар с массой \( m \) догоняет шар с массой \( 2m \), их скорости направлены в одну сторону.
До удара:
Импульс первого шара:
\( p_1 = m \cdot (2v) = 2mv \)
Импульс второго шара:
\( p_2 = (2m) \cdot v = 2mv \)
Суммарный импульс до удара:
\( p_{до} = p_1 + p_2 = 2mv + 2mv = 4mv \)
После удара:
Шар с массой \( m \) и шар с массой \( 2m \) слипаются в один шар с общей массой \( m + 2m = 3m \).
Пусть \( V \) — скорость шаров после удара. Суммарный импульс после удара:
\( p_{после} = (3m) \cdot V \)
Закон сохранения импульса:
Импульс до удара равен импульсу после удара:
\( p_{до} = p_{после} \)
\( 4mv = 3mV \)
Из этого следует, что \( V = \frac{4}{3}v \). Однако, в задаче спрашивается суммарный импульс ПОСЛЕ удара.
По закону сохранения импульса, суммарный импульс после неупругого столкновения равен суммарному импульсу до столкновения.
\( p_{после} = p_{до} = 4mv \)
Ответ: 4mv
