Пружина жесткостью 800 Н/м сжималась на 5 см, когда игрушечный пистолет был готов к выстрелу. Какова скорость пули массой 20 г при горизонтальном выстреле?
от

1 Ответ

Дано: жесткость пружины k = 800 Н/м, сжатие пружины x = 5 см = 0.05 м, масса пули m = 20 г = 0.02 кг.

Найти: скорость пули при горизонтальном выстреле.

Решение:

Пружинная сила F, которая действует на пулю, можно найти по закону Гука:

F = k * x,

где k - жесткость пружины, а x - сжатие пружины.

Сила F, действующая на пулю, является тормозящей силой, поэтому она будет равна произведению массы пули на ее ускорение:

F = m * a,

где m - масса пули, а a - ускорение пули.

Теперь можем приравнять два выражения для силы F и найти ускорение пули:

k * x = m * a.

Из этого уравнения можно найти ускорение пули:

a = (k * x) / m.

Теперь можем использовать уравнение движения для поиска скорости пули:

v^2 = u^2 + 2 * a * s,

где v - конечная скорость пули, u - начальная скорость пули (равна 0 при выстреле), a - ускорение пули, s - путь, который пройдет пуля.

Так как начальная скорость равна 0, уравнение примет вид:

v^2 = 2 * a * s.

Подставляем известные значения:

v^2 = 2 * ((k * x) / m) * x.

Выражаем скорость пули:

v = sqrt(2 * ((k * x) / m) * x).

Подставляем значения:

v = sqrt(2 * ((800 Н/м) * 0.05 м) / 0.02 кг) ≈ 40 м/с.

Ответ: Скорость пули при горизонтальном выстреле составляет около 40 м/с.
от