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
Для начала узнаем среднюю квадратичную скорость молекул азота при температуре 120 градусов.
Воспользуемся формулой для расчета ср.кв.скорости:
v=√(3RT/ mu ), где R-универсальная газовая постоянная=8,31 Дж/моль*К; T-температура (в Кельвинах, т.е. к градусам прибавляем 273); mu-молярная масса
Для азота:
v=√(3*(8,31Дж/моль*К)*393К)/0,028кг/моль=592м/с
Теперь узнаем, при какой температуре средняя квадратичная скорость молекул водорода равна 592м/с.
Выразим из предыдущей формулы T:
T=((v^2)*mu)/3*R
Подставим найденную ср.кв.скорость и значения для водорода (mu водорода=0,002кг/моль):
T=(((592м/с)^2)*0,002кг/моль)/3*8,31Дж/моль*К=28К или -245градусов
P=mg=ro*S*L*g
p=p0-P/S=p0-ro*g*L