Для решения этой задачи мы будем использовать законы сохранения импульса и уравнения движения. Давайте разберем шаги решения:
- Определение времени падения первой части:
- Сначала мы знаем, что одна из частей снаряда падает на землю через t = 1,0 с. Это время падения можно использовать для определения высоты падения.
- Снаряд падает вертикально с высоты h = 40 м. Мы можем использовать уравнение движения для свободного падения: h = (1/2) * g * t^2, где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения.
- Подставляем значения: 40 = (1/2) * 9,81 * (1,0)^2. Это уравнение подтверждает, что время падения действительно равно 1,0 с.
- Определение начального импульса снаряда:
- Снаряд перед взрывом имеет горизонтальную скорость v = 100 м/с. Импульс снаряда равен: P = m * v, где m - масса снаряда.
- Поскольку снаряд разрывается на две равные части, каждая часть будет иметь массу m/2.
- Сохранение горизонтального импульса:
- Согласно закону сохранения импульса, импульс до взрыва равен импульсу после взрыва. До взрыва импульс равен P = m * v.
- После взрыва импульс будет равен: P' = (m/2) * v1 + (m/2) * v2, где v1 - скорость первой части, а v2 - скорость второй части.
- Так как первая часть падает вертикально и не имеет горизонтальной скорости, ее горизонтальный импульс равен 0. Таким образом, у нас есть уравнение: m * v = (m/2) * v2.
- Сокращаем массу: v = (1/2) * v2. Отсюда v2 = 2 * v = 2 * 100 = 200 м/с.
Ответ: Величина скорости второй части сразу после взрыва равна 200 м/с.