Уточнение деталей вопроса

Шар массой 1 кг подвешен на нити длиной 1 м. В шар попадает пуля массой 10 г, летящая со скоростью 400 м/с под углом 60°

Ответ на вопрос

Для решения данной задачи необходимо использовать законы сохранения импульса и энергии.

Импульс — это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Закон сохранения импульса гласит, что в замкнутой системе (т.е. системе, в которой не действуют внешние силы) сумма импульсов всех тел остается неизменной.

Энергия — это скалярная величина, равная работе, которую может совершить тело. Закон сохранения энергии гласит, что в замкнутой системе сумма кинетической и потенциальной энергий всех тел остается неизменной.

Итак, рассмотрим данную задачу.

Шар массой 1 кг подвешен на нити длиной 1 м. Это означает, что шар находится в состоянии покоя и его импульс равен нулю.

В шар попадает пуля массой 10 г, летящая со скоростью 400 м/с под углом 60°. После столкновения шар начинает двигаться вместе с пулей.

Для решения задачи необходимо найти скорость шара с пулей после столкновения.

Сначала найдем импульс пули до столкновения. Для этого воспользуемся формулой импульса:

p = m * v

где p — импульс, m — масса тела, v — скорость тела.

p = 0,01 кг * 400 м/с * cos(60°) = 0,005 кг * 400 м/с = 2 кг * м/с

Знак минус перед импульсом означает, что пуля движется в противоположном направлении от шара.

Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после столкновения должна быть равна нулю. Таким образом, импульс шара с пулей после столкновения должен быть равен импульсу пули до столкновения:

p_шара = -p_пули = -2 кг * м/с

Теперь найдем кинетическую энергию пули до столкновения. Для этого воспользуемся формулой кинетической энергии:

E_k = (1/2) * m * v^2

где E_k — кинетическая энергия, m — масса тела, v — скорость тела.

E_k = (1/2) * 0,01 кг * (400 м/с)^2 = 80 Дж

Закон сохранения энергии гласит, что сумма кинетической и потенциальной энергий до и после столкновения должна быть равна. Так как шар находится в состоянии покоя, его потенциальная энергия равна нулю. Таким образом, кинетическая энергия шара с пулей после столкновения должна быть равна кинетической энергии пули до столкновения:

E_k_шара = E_k_пули = 80 Дж

Найдем скорость шара с пулей после столкновения. Для этого воспользуемся формулой кинетической энергии:

E_k = (1/2) * m * v^2

v = sqrt(2 * E_k / m)

где v — скорость тела, E_k — кинетическая энергия, m — масса тела.

v = sqrt(2 * 80 Дж / 1,01 кг) = 8 м/с

Таким образом, скорость шара с пулей после столкновения равна 8 м/с.

Ответ: скорость шара с пулей после столкновения равна 8 м/с.