Ядро, движущееся горизонтально со скоростью 20 м/с, разорвалось на две части. Массы осколков составляют 10 кг и 5 кг. Скорость меньшего осколка равна 90 м/с и направлена в том же направлении, что и скорость ядра до взрыва. Какова скорость и направление движения большего осколка?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса скорость осколка физика 11 класс закон сохранения импульса движение тел разрыв тела масса осколков направление движения задача по физике Новый

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до взрыва должен быть равен импульсу системы после взрыва, если на систему не действуют внешние силы.

Шаг 1: Найдем импульс ядра до взрыва.

• Импульс (P) можно вычислить по формуле: P = m * v, где m - масса, v - скорость.
• Масса ядра (m) равна 10 кг + 5 кг = 15 кг.
• Скорость ядра (v) равна 20 м/с.
• Импульс до взрыва: P_до = 15 кг * 20 м/с = 300 кг·м/с.

Шаг 2: Найдем импульс после взрыва.

• После взрыва у нас есть два осколка: один массой 10 кг (большой) и другой массой 5 кг (малый).
• Скорость меньшего осколка (5 кг) равна 90 м/с и направлена в том же направлении, что и ядро.
• Импульс меньшего осколка: P_меньший = 5 кг * 90 м/с = 450 кг·м/с.
• Обозначим скорость большего осколка (10 кг) как v_больший.

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

• Согласно закону сохранения импульса: P_до = P_после.
• Импульс после взрыва: P_после = P_меньший + P_больший = 450 кг·м/с + 10 кг * v_больший.
• Теперь мы можем записать уравнение: 300 кг·м/с = 450 кг·м/с + 10 кг * v_больший.

Шаг 4: Найдем скорость большего осколка.

• Переносим 450 кг·м/с на левую сторону уравнения: 300 кг·м/с - 450 кг·м/с = 10 кг * v_больший.
• Это дает: -150 кг·м/с = 10 кг * v_больший.
• Теперь делим обе стороны на 10 кг: v_больший = -15 м/с.

Шаг 5: Интерпретируем результат.

• Отрицательное значение скорости указывает на то, что больший осколок движется в направлении, противоположном направлению движения ядра до взрыва.
• Таким образом, скорость большего осколка равна 15 м/с и направлена в сторону, противоположную направлению движения ядра.

Ответ: Скорость большего осколка равна 15 м/с, направление - противоположное направлению движения ядра до взрыва.