2025-12-05 08:21:45
Пуля движется горизонтально со скоростью v₀ = 80 м/с, пробивает коробку, которая лежит на горизонтальной поверхности стола, и вылетает в том же направлении со скоростью, которая вдвое меньше, чем v₀. Масса коробки в десять раз превышает массу пули. Коэффициент трения скольжения между коробкой и столом составляет μ = 0,5. Ускорение свободного падения принимаем равным g = 10 м/с².
1) Какова скорость коробки сразу после того, как пуля вылетела из неё? Ответ нужно выразить в м/с, округлив до целых.
2) На какое расстояние передвинется коробка? Ответ нужно выразить в метрах, округлив до десятых.
Физика 11 класс Импульс и законы сохранения пуля скорость коробка трение физика Движение масса ускорение вопрос 11 класса горизонтальное движение Новый
2025-12-05 08:22:10
Для решения задачи сначала определим скорость коробки сразу после того, как пуля вылетела из неё.
1) Скорость коробки сразу после вылета пули:Обозначим массу пули как m, тогда масса коробки будет 10m. Пуля движется с начальной скоростью v₀ = 80 м/с и вылетает из коробки со скоростью v₁ = v₀ / 2 = 40 м/с.
Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс до событий должен быть равен суммарному импульсу после событий:
Импульс до: P₀ = mv₀
Импульс после: P₁ = mv₁ + (10m)v₂, где v₂ - скорость коробки после вылета пули.
Приравняем импульсы:
- mv₀ = mv₁ + 10mv₂
Теперь можем сократить массу m:
- v₀ = v₁ + 10v₂
Подставим известные значения:
- 80 = 40 + 10v₂
Решим уравнение:
- 80 - 40 = 10v₂
- 40 = 10v₂
- v₂ = 4 м/с
Таким образом, скорость коробки сразу после вылета пули составляет 4 м/с.
2) На какое расстояние передвинется коробка:Для определения расстояния, на которое передвинется коробка, необходимо учитывать силу трения, действующую на неё.
Сила трения Fₜ = μ * N, где N - нормальная сила. В нашем случае N = 10mg (масса коробки умноженная на ускорение свободного падения).
Таким образом, сила трения:
- Fₜ = μ * 10mg = 0,5 * 10mg = 5mg
Теперь находим ускорение коробки:
Согласно второму закону Ньютона, F = ma, где F - сила трения, m - масса коробки.
- 5mg = 10ma
Сократим массу m:
- 5g = 10a
Теперь выразим ускорение a:
- a = 5g / 10 = 0,5g = 0,5 * 10 = 5 м/с²
Теперь мы знаем начальную скорость коробки v₂ = 4 м/с и можем использовать формулу для расчета расстояния, пройденного телом с постоянным ускорением:
- s = v₀ * t + (a * t²) / 2
Сначала найдем время t, за которое коробка остановится. Для этого используем уравнение:
- v = v₀ + at
Когда коробка остановится, v = 0:
- 0 = 4 - 5t
Решим для t:
- 5t = 4
- t = 4 / 5 = 0,8 с
Теперь подставим время t в формулу для расстояния:
- s = 4 * 0,8 + (5 * (0,8)²) / 2
- s = 3,2 + (5 * 0,64) / 2
- s = 3,2 + 1,6 = 4,8 м
Таким образом, коробка передвинется на расстояние 4,8 метра.