Какую силу сопротивления оказывает доска пуле массой 10 г, которая летит со скоростью 200 м/с, пробивает доску толщиной 2 см и вылетает со скоростью 100 м/с, если считать эту силу постоянной?

Физика 10 класс Законы сохранения импульса и энергии сила сопротивления доска пуля масса скорость пробитие толщина физика расчет постоянная сила Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон сохранения импульса и формулу для силы сопротивления. Начнем с определения данных:

• Масса пули (m): 10 г = 0.01 кг
• Начальная скорость пули (v1): 200 м/с
• Конечная скорость пули (v2): 100 м/с
• Толщина доски (d): 2 см = 0.02 м

Теперь найдем изменение импульса пули. Импульс (p) определяется как произведение массы на скорость:

1. Начальный импульс пули: p1 = m * v1 = 0.01 кг * 200 м/с = 2 кг·м/с
2. Конечный импульс пули: p2 = m * v2 = 0.01 кг * 100 м/с = 1 кг·м/с
3. Изменение импульса: Δp = p2 - p1 = 1 кг·м/с - 2 кг·м/с = -1 кг·м/с

Теперь определим среднюю силу сопротивления (F) доски, используя формулу:

F = Δp / Δt

Для того чтобы найти Δt (время, за которое пуля проходит доску), используем формулу для скорости:

v = d / t

Отсюда мы можем выразить время:

t = d / v

Так как пуля проходит доску, мы можем взять среднюю скорость между начальной и конечной скоростью:

vср = (v1 + v2) / 2 = (200 м/с + 100 м/с) / 2 = 150 м/с

Теперь подставим это значение в формулу для времени:

Δt = d / vср = 0.02 м / 150 м/с = 0.0001333 с

Теперь мы можем найти силу сопротивления:

F = Δp / Δt = -1 кг·м/с / 0.0001333 с ≈ -7500 Н

Так как сила сопротивления направлена против движения пули, мы можем сказать, что:

Сила сопротивления, оказываемая доской пуле, составляет примерно 7500 Н.