Для решения этой задачи использует формулу для вычисления силы давления пороховых газов, действующей на пулю, которая вылетает из канала ствола. Нам известны следующие данные:
- Масса пули \( m = 6,3 \) г = \( 0,0063 \) кг (переходим к килограммам).
- Длина ствола \( L = 45 \) см = \( 0,45 \) м (приводим к метрам).
- Скорость вылета пули \( v = 54 \) км/ч. Чтобы перевести скорость в метры в секунду, используем соотношение \( 1 \) км/ч = \( \frac{1}{3.6} \) м/с:
\[ v = \frac{54}{3.6} \approx 15 \text{ м/с} \]
Теперь найдем ускорение пули, используя формулу из классической механики \( v^2 = u^2 + 2aL \), где:
- \( u \) — начальная скорость (в данном случае равна \( 0 \), так как пуля начинает движение из покоя),
- \( a \) — ускорение,
- \( L \) — длина ствола.
Подставляя значения, получаем:
\[ 15^2 = 0^2 + 2a \cdot 0,45 \]
Решаем это уравнение:
\[ 225 = 0.9a \] \[ a = \frac{225}{0.9} = 250 \text{ м/с}^2 \]
Теперь можно найти силу, действующую на пулю, используя второй закон Ньютона \( F = ma \):
\[ F = 0,0063 \cdot 250 \] \[ F \approx 1,575 \text{ Н} \]
Таким образом, средняя сила давления пороховых газов на пулю составляет примерно \( 1,575 \) Н.