Для решения задачи о разрыве снаряда, применим закон сохранения импульса. Перед разрывом снаряд имеет общий импульс, который нужно сохранить после разрыва.
Перед разрывом:
- Масса снаряда \( m = 50 \, \text{кг} \)
- Скорость снаряда \( v = 600 \, \text{м/с} \)
Общий импульс до разрыва: \[ P_{initial} = m \cdot v = 50 \, \text{кг} \cdot 600 \, \text{м/с} = 30000 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
После разрыва снаряд делится на две части:
- Большая часть массой \( m_1 = 30 \, \text{кг} \) с новой скоростью \( v_1 = 900 \, \text{м/с} \)
- Меньшая часть массой \( m_2 = 20 \, \text{кг} \) и ищем её скорость \( v_2 \)
Общий импульс после разрыва: \[ P_{final} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Согласно закону сохранения импульса, \( P_{initial} = P_{final} \): \[ 30000 = 30 \cdot 900 + 20 \cdot v_2 \] \[ 30000 = 27000 + 20 \cdot v_2 \]
Теперь решим уравнение для \( v_2 \): \[ 30000 - 27000 = 20 \cdot v_2 \] \[ 3000 = 20 \cdot v_2 \] \[ v_2 = \frac{3000}{20} = 150 \, \text{м/с} \]
Теперь определим направление. Из условия задачи видно, что большая часть (30 кг) движется в прежнем направлении (горизонтально вправо), а меньшая часть (20 кг) будет двигаться в направлении, противоположном движению большей части, чтобы сохранить общее направление импульса.
Таким образом, скорость меньшей части снаряда составляет \( 150 \, \text{м/с} \) в горизонтальном направлении налево (в противоположную сторону).
Ответ: Величина скорости меньшей части снаряда составляет 150 м/с, направление – налево.