Для решения задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до выстрела равен импульсу системы после выстрела.
Обозначим:
- \( m_1 = 55000 \, \text{кг} \) — масса пушки,
- \( m_2 = 20 \, \text{кг} \) — масса снаряда,
- \( v_2 = 561 \, \text{м/с} \) — начальная скорость снаряда,
- \( v_1 \) — скорость пушки при вторичном выстреле, которую нужно найти.
Перед выстрелом система (пушка и снаряд) неподвижна, значит, начальный импульс равен нулю.
После выстрела импульс системы равен: \[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 0. \]
Перепишем уравнение для нахождения скорости пушки: \[ m_1 \cdot v_1 = -m_2 \cdot v_2. \]
Теперь подставим известные значения: \[ 55000 \cdot v_1 = -20 \cdot 561. \]
Вычислим правую часть: \[ -20 \cdot 561 = -11220. \]
Теперь у нас есть уравнение: \[ 55000 \cdot v_1 = -11220. \]
Чтобы найти \( v_1 \), нужно разделить обе стороны на 55000: \[ v_1 = \frac{-11220}{55000} \approx -0.20327 \, \text{м/с}. \]
Округляем до тысячных: \[ v_1 \approx -0.203 \, \text{м/с}. \]
Таким образом, скорость пушки при вторичном выстреле составляет \( -0.20 \, \text{м/с} \) (отрицательный знак указывает на то, что пушка движется в противоположную сторону относительно направления вылета снаряда).