Для нахождения модуля скорости снаряда до разрыва, воспользуемся законом сохранения импульса.
Пусть модули масс осколков равны \( m \) (одинаковые массы). Тогда по закону сохранения импульса для двух осколков, летящих под углом 90° друг к другу:
Импульс осколка 1: \[ \vec{p_1} = m \cdot \vec{v_1} = m \cdot 300 \, \text{м/с} \]
Импульс осколка 2: \[ \vec{p_2} = m \cdot \vec{v_2} = m \cdot 400 \, \text{м/с} \]
Импульс системы до разрыва равен импульсу системы после разрыва: \[ \vec{p_0} = \vec{p_1} + \vec{p_2} \]
Компоненты импульсов по осям X и Y:
Для осколка 1:
- Вдоль оси X: \( p_{1x} = 300m \)
- Вдоль оси Y: \( p_{1y} = 0 \)
Для осколка 2 (под углом 90°):
- Вдоль оси X: \( p_{2x} = 0 \)
- Вдоль оси Y: \( p_{2y} = 400m \)
Таким образом, общий импульс (после разрыва) будет:
По оси X: \[ p_{0x} = 300m + 0 = 300m \]
По оси Y: \[ p_{0y} = 0 + 400m = 400m \]
Теперь найдем импульс снаряда до разрыва. Импульс можно записать как: \[ \vec{p_0} = m \cdot \vec{v_0} \]
где \( \vec{v_0} \) — скорость снаряда до разрыва.
Из этого уравнения имеем: \[ \vec{p_0} = m \cdot \sqrt{(300)^2 + (400)^2} \]
Теперь найдем модуль скорости \( v_0 \): \[ v_0 = \sqrt{(300)^2 + (400)^2} = \sqrt{90000 + 160000} = \sqrt{250000} = 500 \, \text{м/с} \]
Таким образом, модуль скорости снаряда до разрыва составляет \( \mathbf{500 \, м/с} \).