Пуля массой 40 г, летящая в горизонтальном направлении со скоростью 450 м/с, пробивает пенопластовый брусок толщиной 1 м и вылетает со скоростью 250 м/с в том же направлении. Чему равна средняя сила сопротивления бруска?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета средней силы сопротивления бруска, нам необходимо использовать закон сохранения импульса.

Импульс до столкновения равен импульсу после столкновения:
m1 v1 = m2 v2

где m1 и v1 - масса и скорость пули до столкновения, m2 и v2 - масса и скорость пули после столкновения.

m1 v1 = (m1 + m2) v

где v - скорость бруска после столкновения.

Преобразуем уравнение, чтобы найти скорость бруска после столкновения:
v = (m1 * v1) / (m1 + m2)

Подставляем известные значения:
v = (0.04 кг * 450 м/с) / (0.04 кг + масса бруска)

Так как m1 = 0.04 кг, v1 = 450 м/с, а v = 250 м/с, получаем уравнение:
250 = (0.04 * 450) / (0.04 + m2)

Решив это уравнение, найдем массу бруска:
250 = 18 / (0.04 + m2)
250 * (0.04 + m2) = 18
10 + 250m2 = 18
250m2 = 8
m2 = 8 / 250
m2 = 0,032 кг

Теперь можем найти среднюю силу сопротивления бруска.
F = Δp / Δt
F = m2 * (v2 - 0) / t

Разделим изменение импульса на время, за которое пуля пролетела через брусок. Для упрощения расчетов предположим, что время взаимодействия пули с бруском очень маленькое и скорость пули постоянна на всем пути. Тогда время пролета пули через брусок можно считать равным:
t = L / v1

Подставим все значения в формулу для силы:
F = 0.032 (250 - 0) / (1 / 450)
F = 0,032 250 * 450
F = 360 Н

Средняя сила сопротивления бруска равна 360 Н.