Пуля массой 2,4*10^-2 кг, движущаяся со скоростью 400 м/с, сталкивается с преградой. Средняя сила сопротивления преграды движению пули составляет 7,6 кН. Пройдет ли пуля через преграду, если её толщина равна 30 см?

Физика 11 класс Законы сохранения импульса и энергии пуля масса скорость сила сопротивления преграда толщина физика 11 класс Новый

Чтобы определить, пройдет ли пуля через преграду, нам нужно рассмотреть несколько шагов, включая вычисление импульса пули, силы сопротивления и времени, за которое пуля остановится.

Шаг 1: Найдем импульс пули.

Импульс (p) можно вычислить по формуле:

p = m * v,

где m - масса пули, v - скорость пули.

Подставим значения:

• m = 2,4 * 10^-2 кг
• v = 400 м/с

Импульс пули:

p = 2,4 * 10^-2 * 400 = 9,6 кг·м/с.

Шаг 2: Найдем замедление пули.

Сила сопротивления (F) равна 7,6 кН, что в ньютонах будет:

F = 7,6 * 10^3 Н.

По второму закону Ньютона, сила равна массе, умноженной на ускорение (F = m * a). Мы можем найти ускорение (a):

a = F / m.

Подставим значения:

a = 7,6 * 10^3 / (2,4 * 10^-2) = 316667 м/с².

Обратите внимание, что ускорение будет отрицательным, так как оно направлено против движения пули.

Шаг 3: Найдем время, за которое пуля остановится.

Мы можем использовать уравнение движения:

v = u + a * t,

где:

• v - конечная скорость (0 м/с, когда пуля останавливается),
• u - начальная скорость (400 м/с),
• a - ускорение (-316667 м/с²),
• t - время.

Подставим значения:

0 = 400 - 316667 * t.

Решим уравнение для t:

316667 * t = 400

t = 400 / 316667 ≈ 0,00126 с.

Шаг 4: Найдем расстояние, которое пройдет пуля.

Теперь мы можем использовать формулу для расстояния:

s = u * t + 0,5 * a * t².

Подставим значения:

s = 400 * 0,00126 + 0,5 * (-316667) * (0,00126)².

Вычислим каждую часть:

• 400 * 0,00126 = 0,504 м.
• 0,5 * (-316667) * (0,00126)² ≈ -0,25 м.

Теперь сложим:

s ≈ 0,504 - 0,25 ≈ 0,254 м.

Шаг 5: Сравним с толщиной преграды.

Толщина преграды составляет 30 см, что равно 0,3 м.

Сравнив полученное расстояние (0,254 м) с толщиной преграды (0,3 м), мы видим, что:

0,254 м < 0,3 м.

Вывод: Пуля не пройдет через преграду, так как расстояние, которое она пройдет, меньше толщины преграды.