Question

пуля массой 10 г, летящая горизонтально, ударяется в шар массой 1,6 кг, подвешенный на нити длиной 1 м. После абсолютно упругого соударения пуля отскакивает в противоположном направлении, а шар отклоняется от вертикали на 60 градусов. Найти скорость пули после удара. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/c2.

Answer 1

Для решения этой задачи, мы будем использовать законы сохранения импульса и момента импульса.

1. Закон сохранения импульса: Мы можем записать закон сохранения импульса для системы до и после столкновения: Масса пули * начальная скорость пули = Масса пули * скорость пули после удара + Масса шара * скорость шара после удара

2. Закон сохранения момента импульса: Момент импульса системы относительно точки подвеса остается неизменным до и после столкновения: Масса шара * начальная скорость шара * длина нити = Масса шара * скорость шара после удара * длина нити

Теперь давайте решим уравнения:

Пусть V_пули - скорость пули после удара, V_шара - скорость шара после удара.

1. Закон сохранения импульса: 0.01 кг * 0 (начальная скорость пули) = 0.01 кг * V_пули + 1.6 кг * V_шара

2. Закон сохранения момента импульса: 1.6 кг * 0 (начальная скорость шара) * 1 м = 1.6 кг * V_шара * 1 м

Теперь решим уравнения:

1. 0 = 0.01 * V_пули + 1.6 * V_шара
2. 0 = 1.6 * V_шара

Из уравнения 2 получаем, что V_шара = 0 (шар останавливается после столкновения).

Теперь, подставив значение V_шара в уравнение 1:

0 = 0.01 * V_пули + 1.6 * 0 0 = 0.01 * V_пули

Отсюда получаем, что V_пули = 0 (скорость пули после удара также равна 0).

Это означает, что пуля отскакивает обратно с той же скоростью, с которой была исходно выпущена, но со сменой направления. В данном случае, скорость пули после удара равна 0 м/c.