Т.к. отсутствуют силы трения, то система "свинец-брусок" является замкнутой и в ней действует закон сохранения импульса. С учетом того, что брусок до попадания в него свинца был неподвижен, можно записать m₁V₁=(m₁+m₂)V₂, m₁ - масса свинца, m₂ - масса бруска, V₁ - скорость куска свинца до удара, V₂ - скорость системы после удара.
V₂=m₁V₁/(m₁+m₂) - с такой скоростью брусок со свинцом будет перемещаться горизонтально в течении времени t, необходимого для достижения пола при падении с высоты h=0,7 м. Т.к. в вертикальном направлении действует только сила тяжести, то время t можно рассчитать как время свободного падения t=√(2h/g). За это время в горизонтальном направлении брусок со свинцом пролетит расстояние S=V₂×t=√(2h/g)×m₁V₁/(m₁+m₂)=√(2×0,7/9,8)×0,009×500/(0,009+0,3)=5,5 м
Брусок упадет на расстоянии 5,5 м от стола
p=m/v
p=15000 г ÷ 2144,66 = 6,99 г/см³ = 6990 кг/м³, это значит, что шар полый.
Теперь находим, какой объём должен быть для 15 кг
v=m/p
v= 15000 г ÷ 7,8 г/см³ = 1923 см³, такой объём должен быть у шара не полого
Теперь отнимаем от 2144,66-1923= 221,66 см³ и мы получаем объём полости.