При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу, пружину с жидкостью 800 н/м сжали на 9 см. Какую скорость приобретает шар, массой 25 г, при выстреле в горизонтальном направлении
от

1 Ответ

Дано:
- Жесткость пружины (k) = 800 Н/м.
- Сжатие пружины (x) = 9 см = 0,09 м.
- Масса шара (m) = 25 г = 0,025 кг.

Найти:
- Скорость шара (v) при выстреле.

Решение:

1. Сначала вычислим потенциальную энергию, накопленную в пружине, используя формулу для потенциальной энергии пружины:

   E_p = (1/2) * k * x^2.

2. Подставим известные значения:

   E_p = (1/2) * 800 Н/м * (0,09 м)^2
         = (1/2) * 800 * 0,0081
         = 3,24 Дж.

3. Эта потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию шара при выстреле. Кинетическая энергия (E_k) выражается как:

   E_k = (1/2) * m * v^2.

4. Уравнение сохранения энергии:

   E_p = E_k.

   Следовательно:

   3,24 Дж = (1/2) * 0,025 кг * v^2.

5. Перепишем уравнение для нахождения скорости (v):

   v^2 = (2 * E_p) / m
        = (2 * 3,24 Дж) / 0,025 кг
        = 6,48 / 0,025
        = 259,2.

6. Найдем скорость шара:

   v = sqrt(259,2) ≈ 16,1 м/с.

Ответ:
Скорость, которую приобретает шар при выстреле, составляет примерно 16,1 м/с.
от