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:
кг
м
°
кг
м/с
м/с
,
°
p (Па) - давление.
M(N₂)=28*10⁻³ кг/моль. - молярная масса.
R = 8,31 - универсальная газовая постоянная.
T(К) = 400К - температура.
ρ=28*10⁻³ * 100*10³ / 8,31*400 = 0,84 кг/м³.