На горизонтальной поверхности находится брусок массой m = 0,9 кг. В него попадает пуля массой vo = 12 г, которая движется горизонтально со скоростью vo = 800 м/с и застревает в бруске. Если брусок остановится после того, как пройдет путь L = 11 м, то каков коэффициент силы трения скольжения?

Физика 9 класс Законы сохранения импульса и силы трения физика 9 класс брусок масса пуля скорость коэффициент трения сила трения горизонтальная поверхность закон сохранения импульса Движение остановка путь физические задачи Новый

Дано:

• Масса бруска (m1) = 0,9 кг
• Масса пули (m) = 12 г = 0,012 кг
• Скорость пули (V) = 800 м/с
• Путь, пройденный бруском с пулей (L) = 11 м
• Коэффициент трения (μ) - неизвестен

Решим задачу шаг за шагом.

1. Вычислим импульс пули.

Импульс (p) определяется как произведение массы на скорость. Для пули это будет:

p = m * V = 0,012 кг * 800 м/с = 9,6 кг·м/с.

2. Применим закон сохранения импульса.

Когда пуля застревает в бруске, их общий импульс после столкновения будет равен импульсу пули. Обозначим скорость бруска с пулей после столкновения как U:

p1 = (m + m1) * U.

По закону сохранения импульса получаем:

0,012 + 0,9 * U = 9,6.

Отсюда найдем U:

U = 9,6 / 0,912 ≈ 10,7 м/с.

3. Рассчитаем кинетическую энергию системы.

Кинетическая энергия (Ek) системы бруска и пули равна:

Ek = (m + m1) * U² / 2 = 0,912 * (10,7)² / 2 ≈ 51,6 Дж.

4. Найдем работу, которую совершает сила трения.

Работа (A), совершаемая силой трения, равна:

A = μ * (m + m1) * g * L,

где g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

5. Уравняем кинетическую энергию и работу сил трения.

Работа, затраченная на преодоление силы трения, равна кинетической энергии:

51,6 = μ * (0,912) * (9,8) * (11).

6. Найдем коэффициент трения (μ).

Теперь выразим μ:

μ = 51,6 / (0,912 * 9,8 * 11) ≈ 0,53.

Ответ: Коэффициент трения скольжения равен 0,53.

Таким образом, мы использовали закон сохранения импульса и закон сохранения энергии, чтобы найти коэффициент трения. Это важный пример того, как физические законы помогают решать практические задачи.