Брусок А изготовлен из золота, а брусок Б — из меди. У обоих брусков равные массы и равные площади поперечных разрезов. Длина какого бруска больше — А или Б?

После соударения шары будут двигаться в сторону шара с большим импульсом. обозначим скорость 1 шара массой m за v1, скорость 2 шара массой 2m за v2. их скорости после соударения пометим штрихами

по закону сохранения импульса: 2mv2 - mv1 = mv1' + 2mv2'
по закону сохранения энергии: (2mv2²)/2 + (mv1²)/2 = (mv1'²)/2 + (2mv2'²)/2

сократим ЗСИ на массу, а ЗСЭ также на двойку

2v2 - v1 = v1' + 2v2' (!)
2v2² + v1² = v1'² + 2v2'²

перепишем в виде

2v2 - 2v2' = v1' + v1
2v2² - 2v2'² = v1'² - v1²

разделим второе уравнение на первое

v2 + v2' = v1' - v1 () v2'

v2' = v1' - v1 - v2
v2' = (2v2 - v1 - v1')/2

приравниваем

2v1' - 2v1 - 2v2 = 2v2 - v1 - v1'

3v1' = 4v2 + v1

v1' = (4v2 + v1)/3

тогда скорость второго шара после соударения равна

v2' = (4v2 + v1)/3 - v1 - v2 = (4v2 + v1 - 3v1 - 3v2)/3 = (v2 - 2v1)/3

считаем

v1' = (4*5 + 2)/3 ≈ 7.4 м/c
v2' = (5 - 2*2)/3 ≈ 0.4 м/c

Запишем формулу потенциальной энергии упруго деформированной пружины П = k*x²/2.
Эта энергия сообщает телу кинетическую энергию и горизонтальную составляющую скорости К = m*vx²/2.
Получаем: k*x²/2 = m*vx²/2 => vx² = k*x²/m.
Вертикальную составляющую "патрону" сообщает тяготение Земли
vy² = 2*g*h.
Скорость "патрона" в момент удара о землю v = корень(vx² + vy²) = корень(k*x²/m + 2*g*h) = корень(80 Н/м * (0,025 м)² / 0,005 кг + 2*10 м/с²*1,5 м) = корень(10 м²/с² + 30 м²/с²) = корень(40 м²/с²) ≈ 6,3 м/с