Question

Пуля массой 0,5 г, летящая горизонтально со скоростью 300 м/с попадает в брусок массой 0,2 кг, движущийся навстречу по гладкой поверхности стола, и застревает в нем. С какой скоростью двигался брусок по столу, если после попадания в него пули он остановился? Сопротивлением воздуха и трением между бруском и поверхностью стола пренебречь.

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса.

Импульс - это физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. В данной задаче будет полезно знать, что при ударе силы, действующие на два тела, равны по величине и противоположны по направлению.

Изначально пуля двигается горизонтально и ее скорость составляет 300 м/с. Масса пули составляет 0,5 г (или 0,0005 кг).

Брусок движется навстречу пуле и его скорость, которую мы и хотим найти, обозначим как v. Его масса составляет 0,2 кг.

После столкновения пуля застревает в бруске и оба тела останавливаются. Очевидно, что скорость пули после столкновения будет равна 0, так как она остановилась.

Для начала найдем исходный импульс пули:

Импульс пули до столкновения (p1) равен произведению ее массы на скорость:
p1 = m1 * v1 = 0,0005 кг * 300 м/с

Согласно закону сохранения импульса, исходный импульс пули равен итоговому импульсу системы (брусок и пуля) после столкновения.

Импульс системы после столкновения (p2) равен произведению суммарной массы тела на его скорость, т.е.:

p2 = (m1 + m2) * v2

Так как брусок останавливается после столкновения, его итоговая скорость v2 будет равна 0.

Подставим известные значения и найдем итоговую скорость бруска:

0,0005 кг * 300 м/с = (0,0005 кг + 0,2 кг) * 0

Упростим уравнение:

0,00015 = 0

Полученное уравнение не имеет решений, что означает, что брусок на самом деле не мог остановиться после столкновения с пулей.

Предлагаю проверить условия задачи и убедиться, что нет ошибок в данных или формулировке задачи.