Яким буде кількість пострілів, які здійснить мисливець до зупинки човна, якщо він стріляє з рушниці у напрямку руху

Суть вопроса: Задача про стрілянину з рушниці
Пояснення:
Для вирішення цієї задачі необхідно врахувати декілька фізичних законів. Перш за все, ми можемо скористатися законом збереження кількості руху. Загальна кількість руху системи (мисливець і човен) до пострілу дорівнює нулю. Після пострілу система починає рухатися в напрямку проти руху відлітку кулі.
Ми також можемо використовувати другий закон Ньютона, який стверджує, що сила, прикладена до об"єкту, є пропорційною прискоренню, згідно зі співвідношенням F = ma.
Тепер мисливцю доведеться зупинити човен, враховуючи зворотний рецильний рух через віддачу відлітаючої кулі. Для цього він віддасть частину своєї кінетичної енергії човну, наносячи йому силу. Розрахуємо силу рухової реакції з використанням закону збереження руху.
Знаючи силу реакції, ми можемо застосувати другий закон Ньютона, щоб знайти прискорення мисливця. Після цього можна використати формулу для визначення часу, який потрібний для зупинки човна.
Приклад використання:
Використовуючи формулу F = ma, можемо знайти силу рухової реакції, яка дорівнює силі, яку мисливець застосовує для зупинки човна.
F = m * a
F = (200 кг) * a
Знаючи цю силу, ми можемо знайти прискорення мисливця за допомогою другого закону Ньютона.
F = m * a
200 кг * a = F
a = F / (200 кг)
a = 250 м/с²
За допомогою знаходженого прискорення ми можемо визначити час, потрібний для зупинки човна.
Використовуючи формулу x = x₀ + v₀t + (1/2)at², де x₀ = 0, v₀ = 0, x = 1 м/с, a = 250 м/с²
1 м/с = 0 + 0 + (1/2)(250 м/с²)t²
1 м/с = (1/2)(250 м/с²)t²
t² = (2 м/с) / (250 м/с²)
t² = (2 м/с) * (1/250 c²)
t² = 0,008 c²
t = √(0,008 c²)
t ≈ 0,089 c
Тому максимальна кількість пострілів, яку здійснить мисливець до зупинки човна, становить близько 0,089 пострілів.
Рекомендації:
Для кращого розуміння фізичних законів, варто детальніше вивчити закони збереження руху та другий закон Ньютона. Робота з подібними задачами може підвищити вашу навичку застосовувати ці закони на практиці. Рекомендується також використовувати калькулятор для повторного перевірки ваших обчислень.
Вправа:
Якщо мисливець використовував багато набоїв під час тренування, і тепер маса його разом з човном становить 198 кг, то як змінилася максимальна кількість пострілів, яку він може здійснити до зупинки човна? Врахуйте, що маса набою та швидкість вильоту лишились незмінними.