Пуля массой 10 г движется со скоростью 600 м/с и врезается в баллистический маятник массой 5 кг. Какова максимальная высота, на которую поднимется маятник после столкновения? Помогите, СРОЧНО!

Физика 9 класс Законы сохранения импульса и энергии пуля масса скорость баллистический маятник максимальная высота после столкновения Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса и закон сохранения энергии. Давайте разберем решение по шагам.

Шаг 1: Найдем импульс пули до столкновения.

Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v). Для пули:

• m_пуля = 10 г = 0.01 кг (переводим граммы в килограммы)
• v_пуля = 600 м/с

Импульс пули:

p_пуля = m_пуля * v_пуля = 0.01 кг * 600 м/с = 6 кг·м/с

Шаг 2: Найдем импульс системы после столкновения.

После столкновения пуля врезается в маятник, и они движутся вместе. По закону сохранения импульса:

p_пуля = p_система

где p_система = (m_пуля + m_маятник) * v_общий.

• m_маятник = 5 кг

Итак, у нас есть:

6 кг·м/с = (0.01 кг + 5 кг) * v_общий

6 кг·м/с = 5.01 кг * v_общий

Теперь найдем v_общий:

v_общий = 6 кг·м/с / 5.01 кг ≈ 1.195 м/с

Шаг 3: Найдем максимальную высоту, на которую поднимется маятник.

После столкновения вся кинетическая энергия системы преобразуется в потенциальную энергию на высоте h. Кинетическая энергия (K) системы после столкновения:

K = 0.5 * (m_пуля + m_маятник) * v_общий^2

Подставим значения:

K = 0.5 * 5.01 кг * (1.195 м/с)^2 ≈ 3.57 Дж

Потенциальная энергия (U) на высоте h равна:

U = (m_пуля + m_маятник) * g * h

где g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).

Уравнение будет выглядеть так:

3.57 Дж = 5.01 кг * 9.81 м/с² * h

Шаг 4: Найдем высоту h.

Теперь выразим h:

h = 3.57 Дж / (5.01 кг * 9.81 м/с²)

h ≈ 3.57 / 49.51 ≈ 0.072 м

Ответ:

Максимальная высота, на которую поднимется маятник, составляет примерно 0.072 м или 7.2 см.