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
рассмотрим 1 удар
до удара
потенц энергия Еп=mgh
кинет энергия Ек =mv^2/2
по закону сохранения энергии равны Еп=Ек ; mgh =mv^2/2 ; gh =v^2/2 (1)
после удара
потенц энергия Еп1=mgh1
кинет энергия Ек1 =mv1^2/2
по закону сохранения энергии равны Еп1=Ек1 ; mgh1 =mv1^2/2 ; gh1 =v1^2/2 (2)
разделим (1) на (2)
gh / gh1=v^2/2 / v1^2/2
h / h1=v^2 / v1^2
h1 = h (v1/v)^2 считать постоянным, коэффициент восстановления k
h1 = h k^2 (3)
рассмотрим 2 удар
до удара
потенц энергия Еп1=mgh1
кинет энергия Ек1 =mv1^2/2
по закону сохранения энергии равны Еп1=Ек1 ; mgh1 =mv1^2/2 ; gh1 =v1^2/2 (4)
после удара
потенц энергия Еп2=mgh2
кинет энергия Ек2 =mv2^2/2
по закону сохранения энергии равны Еп2=Ек2 ; mgh2 =mv2^2/2 ; gh2 =v2^2/2 (5)
разделим (4) на (5)
gh1 / gh2=v1^2/2 / v2^2/2
h1 / h2=v1^1 / v2^2
h2 = h1 (v2/v1)^2 считать постоянным, коэффициент восстановления k
h2 = h1 k^2 подставим из (3) значение h1 = h k^2
h2 = h k^2 * k^2 = h* ( k^2 )^2 (6)
и так далее
после n -го удара уравнение (6) имеет вид
h(n)= h* ( k^2 )^n = h*k^(2n)