На яку висоту підніметься пластиліновий брусок масою 30 г, якщо з пружинного пістолета вилетіла кулька масою 10

Тема вопроса: Закон сохранения импульса

Описание: Здесь мы будем применять закон сохранения импульса, который гласит, что сумма импульсов системы до и после взаимодействия остается неизменной, при условии отсутствия внешних сил. Импульс рассчитывается как произведение массы тела на его скорость.

Дано:
Масса пластилинового бруска (м1) = 30 г = 0.03 кг
Масса кульки (м2) = 10 г = 0.01 кг

Так как кулька прилипла к пластилиновому бруску, их скорости после столкновения будут равны. Обозначим эту скорость через v.

С учетом закона сохранения импульса, импульс системы до взаимодействия равен импульсу системы после взаимодействия:

m1 * v1 + m2 * v1 = (m1 + m2) * v

Где v1 - начальная скорость пули, которая была равна нулю.

Из этого уравнения можно выразить скорость (v):

v = (m1 * v1 + m2 * v1) / (m1 + m2)

Зная, что начальная скорость (v1) равна 0 и подставляя значения масс (м1 = 0.03 кг и м2 = 0.01 кг), получаем:

v = (0.03 кг * 0 + 0.01 кг * 0) / (0.03 кг + 0.01 кг) = 0 / 0.04 кг = 0 м/c

Таким образом, скорость пластилинового бруска (или высота, на которую он поднимется) будет равна нулю. После столкновения брусок остановится в воздухе.

Совет: Для лучшего понимания закона сохранения импульса, рекомендуется изучить его математическую формулировку и примеры его применения в различных ситуациях. Также полезно понимать, что закон сохранения импульса справедлив только при отсутствии внешних сил, таких как сила трения или сила сопротивления воздуха.

Задача для проверки: Масса груза на тележке равна 2 кг, а масса тележки - 0.5 кг. Тележка движется со скоростью 4 м/с. На груз падает горизонтальная сила, направленная против движения тележки, и равная 10 Н. Какое будет изменение скорости тележки, если груженный груз останется на тележке и будет двигаться вместе с ней? Ответ округлите до двух десятичных знаков.