Чтобы решить задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса. Давайте разберем ситуацию шаг за шагом.
Имеем:
- Масса пули \( m_1 = 12\, \text{г} = 0.012\, \text{кг} \) (переведём граммы в килограммы)
- Скорость пули \( v_1 = 400\, \text{м/с} \)
- Масса бруска \( m_2 = 4\, \text{кг} \)
- Начальная скорость бруска \( v_2 = 0\, \text{м/с} \)
Когда пуля попадает в брусок, они движутся вместе, поэтому после столкновения их общая масса \( m = m_1 + m_2 \).
Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до столкновения равна сумме импульсов после столкновения:
\[ m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2)v \]
где \( v \) — это общая скорость бруска с пулей после столкновения.
Подставим известные значения:
\[ 0.012\, \text{кг} \cdot 400\, \text{м/с} + 4\, \text{кг} \cdot 0\, \text{м/с} = (0.012\, \text{кг} + 4\, \text{кг})v \]
Посчитаем левую часть:
\[ 0.012\, \text{кг} \cdot 400\, \text{м/с} = 4.8\, \text{кг м/с} \]
Теперь у нас есть уравнение:
\[ 4.8\, \text{кг м/с} = (0.012 + 4)v \]
Сложим значения в скобках:
\[ 4.8\, \text{кг м/с} = 4.012\, \text{кг} \cdot v \]
Теперь выразим \( v \):
\[ v = \frac{4.8\, \text{кг м/с}}{4.012\, \text{кг}} \approx 1.195\, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость, с которой будет двигаться брусок вместе с пулей после столкновения, составляет примерно \( 1.195\, \text{м/с} \).