Найдите среднюю силу, с которой винтовка действует на плечо стрелка при выстреле, если считать, что со стороны винтовки действует постоянная сила и смещает плечо стрелка на S=1,5 см, а пуля покидает ствол мгновенно. Масса винтовки 5 кг, масса пули 10 г, и скорость пули в стволе и при вылете v= 500 м/c.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения импульса.

Момент импульса системы стрелок-винтовка-пуля остаётся неизменным до и после выстрела. Положим, что скорость пули после выстрела равна V, тогда:

m1 v = m1 V + m2 * v2,
где m1 - масса винтовки, m2 - масса пули, v - скорость пули в стволе, V - скорость пули после выстрела.

Подставляем известные значения:
5 500 = 5 V + 0.01 * V,
2500 = 5V + 0.01V,
2500 = 5.01V,
V = 2500 / 5.01 ≈ 498.003 м/c.

Теперь найдем силу, с которой винтовка действует на стрелка при выстреле. Для этого воспользуемся законом динамики Ньютона:

F = dp / dt,
где dp - изменение импульса за время dt.

Изменение импульса пули за время dt равно m2 * (V - v), тогда сила, с которой действует винтовка, будет:

F = m2 * (V - v) / dt.

Подставляем известные значения:
F = 0.01 * (498.003 - 500) / 0 = -0.017 м/c².

Средняя сила, с которой винтовка действует на плечо стрелка при выстреле, равна 0.017 Н.