Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Импульс до выстрела равен импульсу после выстрела.
Импульс системы (винтовка + пуля) до выстрела равен нулю, так как обе массы находятся в покое. После выстрела импульс будет равен сумме импульсов пули и винтовки.
Обозначим:
- \( m_1 \) — масса пули (10 г = 0.01 кг),
- \( v_1 \) — скорость пули (700 м/с),
- \( m_2 \) — масса винтовки (4.5 кг),
- \( v_2 \) — скорость винтовки после выстрела (то, что нам нужно найти).
Согласно закону сохранения импульса:
\[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = 0 \]
Это можно переписать как:
\[ m_1 \cdot v_1 = - m_2 \cdot v_2 \]
Теперь подставим известные значения:
\[ 0.01 \cdot 700 = -4.5 \cdot v_2 \]
Вычислим \(0.01 \cdot 700\):
\[ 7 = -4.5 \cdot v_2 \]
Теперь найдем \(v_2\):
\[ v_2 = -\frac{7}{4.5} \]
Рассчитываем:
\[ v_2 \approx -1.56 \text{ м/с} \]
Знак минус здесь обозначает, что винтовка движется в противоположную сторону по сравнению с пулей. Таким образом, скорость винтовки при отдаче составляет примерно 1.56 м/с в обратном направлении.