Для решения задачи о скорости отдачи ружья при выстреле, можно использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, суммарный импульс до выстрела равен суммарному импульсу после выстрела.
Обозначим:
- массу ружья \( m_1 = 3 \) кг,
- массу патрона \( m_2 = 30 \) г = \( 0.03 \) кг (поскольку 1 кг = 1000 г),
- скорость патрона \( v_2 = 250 \) м/с,
- скорость отдачи ружья \( v_1 \) — это то, что нужно найти.
До выстрела, когда все находится в покое, суммарный импульс равен нулю. После выстрела импульс ружья и патрона равны по модулю и противоположны по направлению. Таким образом, можно записать уравнение:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 0 \]
Из него можно выразить скорость отдачи ружья (величина \( v_1 \) будет отрицательной, так как направление противоположно):
\[ v_1 = -\frac{m_2 \cdot v_2}{m_1} \]
Теперь подставим известные значения:
\[ v_1 = -\frac{0.03 \, \text{кг} \cdot 250 \, \text{м/с}}{3 \, \text{кг}} = -\frac{7.5}{3} = -2.5 \, \text{м/с} \]
Таким образом, скорость отдачи ружья составляет 2.5 м/с в направлении, противоположном направлению полета патрона.