Цилиндрическая шайба массой m=200

 г скользит, не вращаясь, со скоростью v0=2

 м/с по гладкому горизонтальному льду таким образом, что её основания вертикальны и параллельны неподвижному вертикальному борту, с которым эта шайба сталкивается. Угол падения (угол между линией движения центра масс шайбы и перпендикуляром к борту) равен α=30∘. Известно, что нормальные деформации борта являются упругими (при α=0

 удар был бы упругим), но между бортом и основанием шайбы есть трение, и коэффициент трения равен μ=0,3. 

1)Найдите угол отражения шайбы. Ответ запишите в градусах, округлив до десятых.

2)Определите количество теплоты, которое выделится из-за трения шайбы о борт во время удара. Ответ запишите в Дж, округлив до сотых.

Ответы из нейросети неправильные!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Мы покажем, как можно решить задачу.

Предположим, что принять систему координат так, что ось OX направлена вдоль нормали к борту (перпендикулярно к нему), а ось OY – вдоль борта (касательная к поверхности столкновения). Тогда при падении с углом α=30° скорость центра масс имеет компоненты

  v₀ₓ = v₀·cos α = 2·cos 30° = 2·(√3/2) = √3 ≈ 1,732 м/с,
  v₀ᵧ = v₀·sin α = 2·sin 30° = 2·0,5 = 1 м/с.

Заметим, что если удар был бы абсолютно упругим (при отсутствии трения), то нормальная (OX) компонента скорости изменила бы знак (сохранение модуля), а касательная (OY) осталась бы неизменной. Однако в нашей задаче между нижней стороной шайбы и бортом действует трение с коэффициентом μ = 0,3.

Основная особенность столкновения – оно происходит за счёт упругих нормальных деформаций борта, поэтому импульс, переданный по нормали, равен
  Jₙ = 2m·v₀ₓ  (так как изменение нормального импульса: Δpₓ = m(–v₀ₓ – v₀ₓ) = –2m v₀ₓ).

Подставляем данные (m = 0,2 кг, v₀ₓ = √3 ≈1,732):
  Jₙ = 2 · 0,2 ·1,732 ≈ 0,6928 кг·м/с.

При контакте между шайбой и бортом действует кинетическое трение, которое в течение времени контакта (пока происходит соскальзывание) имеет мгновенную величину равную μN, то есть поступательно (при интегрировании по времени) передаёт импульс по касательной:
  Jₜ = ∫Fₜ dt = μ·Jₙ  (если скольжение происходит всё время контакта).

Если бы на протяжении ударного процесса скользящая скорость в направлении OY не обнулялась, то было бы Jₜ = μJₙ. Однако в нашем случае начальная касательная компонента импульса равна
  p₀ᵧ = m·v₀ᵧ = 0,2·1 = 0,2 кг·м/с.
То есть максимальное возможное значение импульса по OY (при полном соскальзывании за всё время удара) получилось бы:
  μJₙ ≈ 0,3·0,6928 ≈ 0,2078 кг·м/с,
что немного превышает 0,2 кг·м/с. Это означает, что на каком-то этапе в процессе удара трение успеет полностью компенсацировать исходный касательный импульс. То есть уже до окончания удара относительная касательная скорость между шайбой и бортом становится равной нулю, и далее (при остающемся нормальном обмене импульсом) дополнительное касательное воздействие не происходит. Следовательно, в результате столкновения после отдачи нормального импульса (который изменяет знак OX‑компоненты без потерь энергии) касательная скорость уходит в ноль.

Таким образом, итоговая скорость после удара становится
  vₓ' = –v₀ₓ = –√3 ≈ –1,732 м/с  (обратное направление по оси OX),
  vᵧ' = 0 м/с.
То есть движение после удара происходит строго перпендикулярно борту – отражённый угол (угол между направлением движения и нормалью к борту) равен 0° (или, если говорить о симметрии с падающим углом, то «угол отражения» равен 0° от нормали).

Ответ на первый вопрос (с округлением до десятых): угол отражения = 0,0°.

Теперь определим количество теплоты (энергию, потерянную силой трения). Потеря энергии возникает только из-за утраты касательной скорости. Исходная кинетическая энергия направленная вдоль OY равнялась
  Eₜ₀ = ½ m·v₀ᵧ² = ½ · 0,2 · (1)² = 0,1 Дж.
Поскольку после удара касательная скорость оказывается равной нулю, вся эта энергия трансформируется в тепло в результате скольжения.

Таким образом, ответ на второй вопрос (округлив до сотых): количество теплоты Q = 0,10 Дж.

Итак, окончательные ответы:
1) Угол отражения: 0,0°.
2) Количество выделившегося тепла: 0,10 Дж.

Это и есть решение задачи.