Пусть масса пули m, длина ствола L, скорость в момент вылета v, тогда:
Импульс пули на момент вылет из ствола равен p=mv.
В то же время, согласно 2-му закону Ньютона в импульсной форме p=Ft, где t - время действия силы давления пороховых газов F, то есть время полета пули в стволе. Отсюда mv=Ft.
Из кинематических соображений имеем, что L=a*(t^2)/2, где а - ускорение пули в стволе.
А из второго закона Ньютона получим a=F/m.
Имеем систему уравнений:
mv=Ft
L=a*(t^2)/2
F=ma
Решаем ее относительно F:
t = корень(2L/a)=корень(2Lm/F)
mv=Ft=F*корень(2Lm/F)=корень(2LmF^2/F)=корень(2FLm)
m^2*v^2=2FLm
m*v^2=2FL
И, окончательно: F=m*(v^2)/(2L).
Подставим численные значения величин, выраженных в СИ:
F=0.0079*15^2/(2*0.45)=1.95Н.
Найдем величину тока при полностью включенном в сеть мотке проволоки:
I₁ = U/R = 220/1000 = 0,22 А
2)
Но проволока выдерживает гораздо больший ток, и максимальное сопротивление должно быть:
Rmax = U / I = 220/1 = 220 Ом
3)
Спокойно отрезаем лишнюю проволоку, оставляя сопротивление
R = 220 Ом
и получаем мощность:
P = I²*R = 1²*220 = 220 Вт (как у лампочки...)
Необходимая проверка:
А что будет, если мы оставим сопротивление в 200 Ом?
I = 220/200 = 1,1 А - а это приведет к тому, что проволока НЕ ВЫДЕРЖИТ..
ответ: Максимальная мощность 220 Вт.