Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса.
Обозначим:
- \( m \) - масса гранаты (2 кг)
- \( v \) - скорость гранаты до распада (15 м/с)
- \( m_1 \) - масса первого осколка (1,2 кг)
- \( v_1 \) - скорость первого осколка (20 м/с) (перпендикулярно)
- \( m_2 \) - масса второго осколка (неизвестна, но \( m_2 = m - m_1 = 2 - 1,2 = 0,8 \) кг)
- \( v_2 \) - скорость второго осколка (неизвестна)
Сначала найдем импульс гранаты до распада. Импульс гранаты:
\[ P_{initial} = m \cdot v = 2 \, \text{кг} \cdot 15 \, \text{м/с} = 30 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
После распада импульс будет равен:
\[ P_{final} = P_1 + P_2 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Согласно закону сохранения импульса:
\[ P_{initial} = P_{final} \]
Подставим известные значения:
\[ 30 = (1,2 \cdot 20) + (0,8 \cdot v_2) \]
Посчитаем импульс первого осколка:
\[ 1,2 \cdot 20 = 24 \]
Теперь подставим это значение в уравнение:
\[ 30 = 24 + 0,8 \cdot v_2 \]
Решим уравнение для \( v_2 \):
\[ 30 - 24 = 0,8 \cdot v_2 \] \[ 6 = 0,8 \cdot v_2 \] \[ v_2 = \frac{6}{0,8} = 7,5 \, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость второго осколка равна \( 7,5 \, \text{м/с} \).