Вопрос пользователя:
Пуля массой 10 г попадает в ящик, расположенный на горизонтальной поверхности и прикрепленный к пружине, и застревает в нем. Найдите скорость пули, если пружина с коэффициентом жесткости 100 Н/м сжалась на 20 см. Масса ящика 10 кг. Скорость пули направлена горизонтально.
Илюха отвечает:
Пуля массой m=10 г=0,010 кг попадает в ящик, расположенный на горизонтальной поверхности и прикрепленный к пружине, и застревает в нем. Найдите скорость пули, если пружина с коэффициентом жесткости k=100 Н/м сжалась на x=20 см=0,2 м. Масса ящика M=10 кг. Скорость пули направлена горизонтально.
потенциальная энергия сжатой пружины Wп = kx^2/2
она получилась из кинетической энергии движения ящика с пулей Wк=(m+M)u^2/2
тогда можно записать
(m+M)u^2/2= kx^2/2
далее
(m+M)u^2= kx^2
тогда по закону сохранения энергии при абсолютно неупругом ударе запишем
mv^2+M*0^2=(m+M)u^2= kx^2
тогда
mv^2= kx^2
v= x√(k/m)= 0,2√(100/0,01)=20 м/с
Ответ 20 м/с