Один снаряд, летящий со скоростью 900 км/ч, разорвался на два осколка. Скорость первого осколка, который имеет массу 0,40 кг и движется в направлении движения снаряда, составляет 400 м/с. Какую скорость имеет и в каком направлении движется второй осколок массой 0,20 кг? Рисунок не предоставляется.
Пошаговый ответ:
Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы до и после столкновения должна быть равна. Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v).
До столкновения снаряда, его масса равна сумме масс каждого осколка: m = m1 + m2. Пусть v1 и v2 — скорости первого и второго осколка соответственно.
Импульс снаряда до столкновения:
p(до) = m*v
Импульс снарядов после столкновения:
p(после) = m1*v1 + m2*v2
По закону сохранения импульса: p(до) = p(после), получаем:
m*v = m1*v1 + m2*v2
Теперь мы можем решить эту задачу, используя данные, предоставленные в условии:
— Масса снаряда (m) = 0,40 кг
— Скорость снаряда (v) = 900 км/ч = 900 * 1000 / 3600 м/с ≈ 250 м/с
— Масса первого осколка (m1) = 0,40 кг
— Скорость первого осколка (v1) = 400 м/с
— Масса второго осколка (m2) = 0,20 кг
— Скорость второго осколка (v2) = ?
Подставляем значения в уравнение:
0,40 кг * 250 м/с = 0,40 кг * 400 м/с + 0,20 кг * v2
100 м/с = 160 м/с + 0,20 кг * v2
Переносим 160 м/с на левую сторону:
100 м/с — 160 м/с = 0,20 кг * v2
-60 м/с = 0,20 кг * v2
Делим обе стороны на 0,20 кг:
-60 м/с / 0,20 кг = v2
v2 = -300 м/с
Таким образом, второй осколок имеет скорость 300 м/с и движется в противоположном направлении по сравнению с направлением движения снаряда.