Для решения задачи определим, каково будет изменение скорости бруска после того, как пуля пробьет его.
Сначала запишем данные:
- Масса пули \(m_1 = 6 \, \text{г} = 0.006 \, \text{кг}\)
- Начальная скорость пули \(v_{1i} = 300 \, \text{м/с}\)
- Конечная скорость пули после выхода из бруска \(v_{1f} = 150 \, \text{м/с}\)
- Масса бруска \(m_2 = 500 \, \text{г} = 0.5 \, \text{кг}\)
- Начальная скорость бруска \(v_{2i} = 0 \, \text{м/с}\) (так как брусок лежит на неподвижном полу)
Согласно закону сохранения импульса, общий импульс до столкновения равен общему импульсу после столкновения. Запишем это уравнение:
\[ m_1 \cdot v_{1i} + m_2 \cdot v_{2i} = m_1 \cdot v_{1f} + m_2 \cdot v_{2f} \]
Подставим известные значения:
\[ 0.006 \cdot 300 + 0.5 \cdot 0 = 0.006 \cdot 150 + 0.5 \cdot v_{2f} \]
Теперь вычислим левую и правую части уравнения:
Левая часть: \[ 0.006 \cdot 300 = 1.8 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Правая часть: \[ 0.006 \cdot 150 = 0.9 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Теперь подставим это в уравнение:
\[ 1.8 = 0.9 + 0.5 \cdot v_{2f} \]
Теперь решим уравнение относительно \(v_{2f}\):
\[ 1.8 - 0.9 = 0.5 \cdot v_{2f} \] \[ 0.9 = 0.5 \cdot v_{2f} \] \[ v_{2f} = \frac{0.9}{0.5} = 1.8 \, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость движения бруска после вылета пули составляет \(1.8 \, \text{м/с}\).