Брусок массой 1.5 кг лежит на горизонтальной поверхности. В него попадает пуля, летевшая в

Ответы на вопрос

Отвечает Шитикова Анжелика.

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать законы сохранения импульса и учесть действие силы трения. Давайте подробно разберем шаги решения.

Дано:

Масса бруска $m = 1.5 \, \text{кг}$
Масса пули $m_{\text{пули}} = 9 \, \text{г} = 0.009 \, \text{кг}$
Начальная скорость пули $v_{\text{пули}} = 800 \, \text{м/с}$
Скорость пули после вылета $v_{\text{пули, после}} = 150 \, \text{м/с}$
Коэффициент трения $\mu = 0.2$

Требуется найти путь $S$ , который пройдет брусок до остановки.

Шаг 1: Определим скорость бруска после вылета пули

Для начала применим закон сохранения импульса, поскольку внешние силы (например, сила трения) во время удара считаем пренебрежимо малыми.

Запишем закон сохранения импульса для системы "брусок + пуля" до и после удара. Поскольку до удара брусок покоится, его начальная скорость равна нулю.

m_{\text{пули}} \cdot v_{\text{пули}} = m_{\text{пули}} \cdot v_{\text{пули, после}} + m \cdot v_{\text{бруска}}

Выразим скорость бруска $v_{\text{бруска}}$ :

v_{\text{бруска}} = \frac{m_{\text{пули}} \cdot (v_{\text{пули}} - v_{\text{пули, после}})}{m}

Подставим значения:

v_{\text{бруска}} = \frac{0.009 \cdot (800 - 150)}{1.5}

v_{\text{бруска}} = \frac{0.009 \cdot 650}{1.5}

v_{\text{бруска}} = \frac{5.85}{1.5} = 3.9 \, \text{м/с}

Таким образом, скорость бруска после удара $v_{\text{бруска}} = 3.9 \, \text{м/с}$ .

Шаг 2: Рассчитаем путь бруска до остановки

Теперь определим, какой путь пройдет брусок под действием силы трения до полной остановки.

Сила трения $F_{\text{тр}}$ равна:

F_{\text{тр}} = \mu \cdot m \cdot g

где $g = 9.8 \, \text{м/с}^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим значения:

F_{\text{тр}} = 0.2 \cdot 1.5 \cdot 9.8 = 2.94 \, \text{Н}

Эта сила вызывает замедление бруска. Найдем это ускорение $a$ из второго закона Ньютона:

a = \frac{F_{\text{тр}}}{m} = \frac{2.94}{1.5} = 1.96 \, \text{м/с}^2

Теперь используем формулу для нахождения пути при торможении, зная начальную скорость и ускорение:

v_{\text{конечное}}^2 = v_{\text{начальное}}^2 - 2aS

где $v_{\text{конечное}} = 0$ (брусок останавливается), $v_{\text{начальное}} = 3.9 \, \text{м/с}$ , а $a = 1.96 \, \text{м/с}^2$ .

Подставим значения и решим уравнение для $S$ :

0 = (3.9)^2 - 2 \cdot 1.96 \cdot S

S = \frac{(3.9)^2}{2 \cdot 1.96}

S = \frac{15.21}{3.92} \approx 3.88 \, \text{м}

Ответ:

Брусок пройдет путь примерно $3.88$ метров до полной остановки.

Ответы на вопрос

Дано:

Шаг 1: Определим скорость бруска после вылета пули

Шаг 2: Рассчитаем путь бруска до остановки

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика