Какова масса пули, если она движется со скоростью 800 м/с, пробивает доску толщиной 2,5 см и на выходе из доски имеет скорость 200 м/с, при этом средняя сила сопротивления, действующая на пулю в доске, составляет 108 кН?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса и энергии масса пули скорость пули пробитие доски толщина доски сила сопротивления физика 9 класс закон сохранения импульса расчет массы динамика кинематика Новый

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения энергии и формулу работы. Мы знаем, что пуля теряет кинетическую энергию при движении через доску, и эта потеря энергии равна работе, которую выполняет сила сопротивления.

Давайте обозначим основные данные из задачи:

• Начальная скорость пули (V0) = 800 м/с
• Конечная скорость пули (V) = 200 м/с
• Толщина доски (S) = 2,5 см = 0,025 м
• Средняя сила сопротивления (F) = 108 кН = 108000 Н

Теперь мы можем определить изменение кинетической энергии пули. Кинетическая энергия рассчитывается по формуле:

K = (m * V^2) / 2

Таким образом, изменение кинетической энергии (A) можно записать как:

A = (m * V^2) / 2 - (m * V0^2) / 2

Это изменение энергии также равно работе, которую выполняет сила сопротивления:

A = F * S

Теперь мы можем приравнять оба выражения:

(m * V^2) / 2 - (m * V0^2) / 2 = F * S

Упростим уравнение и выразим массу (m):

(m * (V^2 - V0^2)) / 2 = F * S

Умножим обе стороны на 2:

m * (V^2 - V0^2) = 2 * F * S

Теперь выразим массу:

m = (2 * F * S) / (V^2 - V0^2)

Подставим известные значения:

m = (2 * 108000 Н * 0,025 м) / (200^2 - 800^2)

Теперь посчитаем:

V^2 = 200^2 = 40000

V0^2 = 800^2 = 640000

V^2 - V0^2 = 40000 - 640000 = -600000

Подставляя значения, получаем:

m = (2 * 108000 * 0,025) / (-600000) = 9 грамм

Таким образом, масса пули составляет 9 грамм. Это решение показывает, как силы сопротивления влияют на движение пули и как мы можем использовать закон сохранения энергии для нахождения массы объекта.