1) Изначально шар находится на некоторой высоте h1 с длиной нити l. Затем его опускают и в положении дальнейшего соударения с пулей шар имеет скорость V1. Запишем закон сохранения энергии:
Сокращаем m1. Рассмотрим cosα:
Откуда выводим h1:
Выводим из ЗСЭ V1, подставляя формулу для h1:
2) Закон сохранения импульса по горизонтали для пули и шара, спроецированный на некоторую ось ОХ, направленную в сторону движения пули, имеет вид:
,
где V1' - скорость шара после соударения с пулей. Выведем ее:
3) Закон сохранения энергии для шара после соударения с пулей:
F₁ = 2H
F₂ =18H
L₁ = x м
L₂ = (1 - x)м
Условие равновесия рычага:
F₁·L₁ = F₂ ·L₂
2х = 18(1 - х)
2х = 18 - 18х
20х = 18
х = 18/20
х = 0,9
ответ: точка опоры находится на расстоянии 0,9м от конца, к которому приложена меньшая сила