Дано: СИ
m=10 г 0,010 кг
v = 347 м/с
M=2 кг
V - ?
Ek - ?
1)
Находим импульс пули:
p₁ = m·v (1)
2)
Находим импульс системы после того, как пуля застряла в песке:
p₂ = (m+M)·V (2)
3)
По закону сохранения импульса приравняем (2) и (1)
Получаем:
(m+M)·V = m·v
V = m·v / (m+M)
4)
Подставляя данные, получаем:
V = m·v / (m+M) = 0,010*347 / (0,010+2) ≈ 1,73 м/с
5)
Кинетическая энергия:
Ek = (M+m)*V²/2 = (2+0,010)*1,73² /2 ≈ 3 Дж
объяснение:
сводится к умению использовать закон сохранения импульса.
так как скорость v1 большего осколка перпендикулярна начальной скорости vo снаряда, импульсы снаряда po и двух осколков, p1 и p2 образуют прямоугольный треугольник, двумя катетами которого есть импульсы po, p1, а гипотенузой - импульс p2. тогда закон сохранения импульса при проекции можно записать как теорему пифагора:
p2² = p1² + p0². (1)
принимая, что масса меньшего осколка равна m1, а большего - m2 = m - m1, выражение (1), использовав выражение для величины импульса, p = m*v, можно переписать:
m1²*(5*v)² < =>
25*m1²*v² = m²*v² + (m - m1)²*v². (2)
после сокращения (2) на v²:
25*m1² = m² + m² - 2*m*m1 + m1².
решая квадратичное уравнение, можно получить удовлетворяющее условию m1> 0 значение массы малого осколка
m1 = (-m + 7m)/24 = m/4.
тогда
m2/m1 = (m - m1)/m1 = 3.
