Перед выстрелом с игрушечного пистолета ребёнок сжал его пружину на 4 см. Вычислите скорость, с которой из пистолета вылетит пуля массой 20 г в горизонтальном направлении, если жёсткость пружины 512 Н/м.

Используем закон сохранения энергии. Потенциальная энергия сжатой пружины при выстреле переходит в кинетическую энергию пули.

Дано:

• сжатие пружины: $x=4\text{ см}=0,04\text{ м}$;

• масса пули: $m=20\text{ г}=0,02\text{ кг}$;

• жёсткость пружины: $k=512\text{ Н/м}$.

Потенциальная энергия сжатой пружины:

Кинетическая энергия вылетающей пули:

Приравниваем энергии:

Сокращаем на $2$:

Отсюда скорость:

Подставим значения:

Ответ: $6,4\text{ м/с}$.