Пуля массой 10 г летит со скоростью 600 м/с, попадает в подвешенный на верёвке деревянный брусок массой 10 кг и застревает в нём. Найти A. Импульс пули и кинетическую энергию пули. B. Найти скорость, полученную бруском. C.На какую высоту поднимется брусок, после попадания в него пули.
Физика 10 класс Импульс и закон сохранения импульса пуля масса скорость импульс кинетическая энергия брусок высота физика 10 класс закон сохранения импульса
Давайте последовательно решим все части задачи.
A. Импульс пули и кинетическую энергию пули.Сначала найдем импульс пули. Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v):
Здесь масса пули m = 10 г = 0.01 кг (переводим граммы в килограммы), а скорость v = 600 м/с.
Теперь найдем кинетическую энергию (E) пули. Кинетическая энергия определяется по формуле:
Подставляем значения:
Таким образом, импульс пули составляет 6 кг·м/с, а кинетическая энергия пули - 1800 Дж.
B. Найти скорость, полученную бруском.После того как пуля застревает в бруске, мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс до столкновения равен импульсу после столкновения:
Импульс бруска до столкновения равен 0, так как он покоится. Обозначим скорость бруска после столкновения как V:
Теперь решим уравнение для V:
Таким образом, скорость бруска после попадания в него пули составляет 0.6 м/с.
C. На какую высоту поднимется брусок после попадания в него пули.После столкновения брусок будет подниматься за счет кинетической энергии, которая преобразуется в потенциальную энергию. Потенциальная энергия (E_p) определяется формулой:
где m - масса бруска (10 кг), g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²), h - высота, на которую поднимется брусок.
Сначала найдем общую кинетическую энергию после столкновения:
Теперь приравняем кинетическую энергию к потенциальной:
Решим уравнение для h:
Таким образом, брусок поднимется на высоту примерно 0.0184 м или 1.84 см.
В итоге, мы получили следующие результаты: