Яка буде швидкість кулі масою 20 г, яку надасть пружина іграшкового пістолета, коли вона розпрямиться після стиснення

Суть вопроса: Расчет скорости вылета пули из игрушечного пистолета

Инструкция: Для расчета скорости вылета пули нам понадобятся следующие параметры: масса пули (m) и жесткость пружины (k), а также длина сжатия пружины (x). Формула, которую мы будем использовать, называется законом Гука:

F = kx,

где F - сила, k - жесткость пружины и x - длина сжатия пружины.

Сначала, мы должны найти силу, с которой пружина действует на пулю. По закону Гука:

F = kx = 512 Н/м * 0.04 м = 20.48 Н.

Затем мы можем использовать формулу кинетической энергии, чтобы найти скорость пули:

(1/2)mv^2 = Fx,

где m - масса пули и v - скорость пули.

Решаем относительно v:

v^2 = (2Fx) / m,
v = sqrt((2Fx) / m) = sqrt((2 * 20.48 Н * 0.04 м) / (0.02 кг)) = sqrt(40.96 м^2/с^2) = 6.4 м/с.

Доп. материал: Найдите скорость пули массой 50 г, которую надает пружина игрушечного пистолета при сжатии на 5 см с жесткостью пружины 256 Н/м.

Совет: При решении задачи обратите внимание на то, что все величины должны быть выражены в одной системе единиц, например, в СИ. Если величины даны в других единицах (например, г и см), их следует преобразовать в килограммы и метры соответственно.

Задача для проверки: Какая будет скорость пули массой 30 г, если пружина игрушечного пистолета сжимается на 6 см и имеет жесткость 400 Н/м? Все величины представлены в СИ.