Чтобы решить эту задачу, можно воспользоваться законом сохранения импульса. Согласно этому закону, общий импульс системы до выстрела равен общему импульсу системы после выстрела.
Обозначим:
- \( m_п \) — масса пули (в килограммах)
- \( v_п \) — скорость пули (400 м/с)
- \( m_пистолета \) — масса пистолета (в килограммах)
- \( v_пистолета \) — скорость отдачи пистолета (2 м/с)
Сначала нужно перевести массу пули из граммов в килограммы:
\[ m_п = 5 \, \text{г} = 0.005 \, \text{кг} \]
Теперь применим закон сохранения импульса. До выстрела система покоилась, и её импульс равен нулю. После выстрела импульс системы должен также равняться нулю:
\[ m_п \cdot v_п + m_пистолета \cdot (-v_пистолета) = 0 \]
К отрицательному значению скорости пистолета приводит направление отдачи.
Подставим известные значения:
\[ 0.005 \, \text{кг} \cdot 400 \, \text{м/с} - m_пистолета \cdot 2 \, \text{м/с} = 0 \]
Теперь решим уравнение для массы пистолета:
\[ 0.005 \cdot 400 = m_пистолета \cdot 2 \]
\[ 2 = m_пистолета \cdot 2 \]
Теперь найдем \( m_пистолета \):
\[ m_пистолета = \frac{2}{2} = 1 \, \text{кг} \]
Таким образом, масса пистолета составляет 1 килограмм.