Для определения скорости меньшего осколка мы можем использовать закон сохранения импульса. Этот закон утверждает, что общий импульс системы до разрыва должен быть равен общему импульсу системы после разрыва.
Обозначим:
- \( m_1 = 67 \, \text{кг} \) — масса меньшего осколка,
- \( m_2 = 105 \, \text{кг} \) — масса большего осколка,
- \( v_0 = 2.4 \, \text{м/с} \) — начальная скорость ядра,
- \( v_2 = 8.2 \, \text{м/с} \) — скорость большего осколка,
- \( v_1 \) — скорость меньшего осколка, которую нужно найти.
Сначала найдем общий импульс до разрыва: \[ P_{\text{до}} = (m_1 + m_2) \cdot v_0 = (67 \, \text{кг} + 105 \, \text{кг}) \cdot 2.4 \, \text{м/с}. \] \[ P_{\text{до}} = 172 \, \text{кг} \cdot 2.4 \, \text{м/с} = 412.8 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
Теперь учтем импульс после разрыва: \[ P_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 67 \, \text{кг} \cdot v_1 + 105 \, \text{кг} \cdot 8.2 \, \text{м/с}. \]
Приравняем импульсы до и после разрыва: \[ 412.8 = 67 \cdot v_1 + 105 \cdot 8.2. \]
Теперь вычислим второй член: \[ 105 \cdot 8.2 = 861 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}. \]
Подставим это значение в уравнение: \[ 412.8 = 67 \cdot v_1 + 861. \]
Теперь выразим \( v_1 \): \[ 67 \cdot v_1 = 412.8 - 861, \] \[ 67 \cdot v_1 = -448.2. \] \[ v_1 = \frac{-448.2}{67} \approx -6.69 \, \text{м/с}. \]
Таким образом, скорость меньшего осколка равна примерно \(-6.69 \, \text{м/с}\). Знак минус указывает на то, что этот осколок движется в противоположном направлении относительно начального направления движения ядра.
