Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. Когда пуля стреляет вверх, ее кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию, когда она достигает максимальной высоты.
Найдем потенциальную энергию пули на высоте 10 м: \[ U = mgh \] где:
- \(m = 3 \, \text{г} = 0.003 \, \text{кг}\) (переведем граммы в килограммы),
- \(g = 10 \, \text{Н/кг}\),
- \(h = 10 \, \text{м}\).
Подставим значения: \[ U = 0.003 \times 10 \times 10 = 0.3 \, \text{Дж}. \]
Найдем кинетическую энергию пули перед выстрелом, когда она полностью деформирована: \[ K = \frac{1}{2}kx^2, \] где \(k = 1500 \, \text{Н/м}\) - жесткость пружины, а \(x\) - деформация пружины.
По закону сохранения энергии: \[ U = K \Rightarrow 0.3 = \frac{1}{2} \cdot 1500 \cdot x^2. \]
Решим уравнение на \(x\): \[ 0.3 = \frac{1}{2} \cdot 1500 \cdot x^2 \Rightarrow 0.3 = 750x^2 \Rightarrow x^2 = \frac{0.3}{750} = 0.0004 \Rightarrow x = \sqrt{0.0004} = 0.02 \, \text{м}. \]
Переведем в сантиметры: \[ x = 0.02 \, \text{м} = 2 \, \text{см}. \]
Таким образом, деформация пружины перед выстрелом равна 2 см.
