Физика, задачи по физике. В школьном кружке «Занимательная наука» ежегодно проводится эксперимент с определением скорости пули. Для этого производится горизонтальный выстрел в брусок массой M = 1,5 кг, подвешенный на невесомом и нерастяжимом тросе, длина которого равна l= 5 м. Пуля массой m= 10 г застревает внутри бруска, а её удар приводит брусок в движение. При максимальном удалении бруска от положения равновесия было зафиксировано, что трос отклоняется от вертикального прложения на угол a=30°. Чему ровна скорость пули? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Из закона сохранения импульса найдем скорость пули:
mV = (M+m)V1,
где V - скорость пули до выстрела, V1 - скорость бруска после выстрела.
Спроецируем уравнение на вертикальную ось:
Mg = (M+m)V1*sin(a),
где g - ускорение свободного падения.
Отсюда найдем V1:
V1 = Mg/(M+m)sin(a).
Подставляя это выражение обратно в уравнение сохранения импульса, найдем скорость пули:
mV = Mg/(M+m)*sin(a).
Подставляем числовые значения: M=1.5 кг, m=10 г = 0.01 кг, a = 30°, g = 9.81 м/c^2.
V = 1.5 9.81 / (1.5 + 0.01) sin(30°) ≈ 2.2 м/c.
Скорость пули равна примерно 2.2 м/c.