Снаряд, движущийся со скоростью 400 м/с, в верхней части своей траектории разорвался на два осколка. Один из осколков, меньший, имел массу 40% от массы снаряда и полетел в противоположном направлении со скоростью 150 м/с. Какова скорость большего осколка?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса снаряд скорость осколки масса физика Движение траектория закон сохранения импульса Новый

Давайте решим эту задачу, используя закон сохранения импульса. Импульс системы до разрыва снаряда должен быть равен импульсу системы после разрыва.

Шаг 1: Определим массу снаряда.

Обозначим массу снаряда как M. Тогда масса меньшего осколка будет:

• m1 = 0.4M (40% от массы снаряда).

Следовательно, масса большего осколка будет:

• m2 = M - m1 = M - 0.4M = 0.6M (60% от массы снаряда).

Шаг 2: Определим импульсы до разрыва.

Импульс снаряда до разрыва равен произведению его массы на скорость:

• P_initial = M * 400 м/с.

Шаг 3: Определим импульсы после разрыва.

После разрыва, импульс системы будет равен сумме импульсов осколков:

• P_final = m1 * v1 + m2 * v2,

где v1 - скорость меньшего осколка (в противоположном направлении), а v2 - скорость большего осколка.

Подставим известные значения:

• v1 = -150 м/с (отрицательное значение, так как осколок движется в противоположном направлении).

Теперь подставим все в уравнение импульса:

• M * 400 = 0.4M * (-150) + 0.6M * v2.

Шаг 4: Упростим уравнение.

Сначала упростим уравнение, разделив его на M (при условии, что M не равно нулю):

• 400 = 0.4 * (-150) + 0.6 * v2.

Теперь вычислим 0.4 * (-150):

• 0.4 * (-150) = -60.

Подставим это значение в уравнение:

• 400 = -60 + 0.6 * v2.

Шаг 5: Найдем v2.

Переносим -60 на другую сторону:

• 400 + 60 = 0.6 * v2,

что дает нам:

• 460 = 0.6 * v2.

Теперь делим обе стороны на 0.6:

• v2 = 460 / 0.6.

Выполним вычисление:

• v2 = 766.67 м/с.

Ответ: Скорость большего осколка составляет приблизительно 766.67 м/с.