Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой импульса, которая определяется как произведение массы объекта на его скорость:
[ I = m \cdot v ]
где:
- ( I ) — импульс,
- ( m ) — масса,
- ( v ) — скорость.
Сначала найдем импульс пули. У нас есть масса пули ( m_пули = 9 , \text{г} = 0.009 , \text{кг} ) и скорость ( v_пули = 500 , \text{м/с} ). Подставим значения в формулу:
[ I_{пули} = m_{пули} \cdot v_{пули} = 0.009 , \text{кг} \cdot 500 , \text{м/с} ]
[ I_{пули} = 4.5 , \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Теперь нам нужно понять, с какой скоростью должен лететь мяч массой 150 г, чтобы его импульс был равен импульсу пули. Масса мяча ( m_{мяча} = 150 , \text{г} = 0.150 , \text{кг} ).
Обозначим скорость мяча как ( v_{мяча} ) и запишем уравнение для его импульса:
[ I_{мяча} = m_{мяча} \cdot v_{мяча} ]
Так как импульсы должны быть равны:
[ I_{мяча} = I_{пули} ]
[ m_{мяча} \cdot v_{мяча} = 4.5 , \text{кг} \cdot \text{м/с} ]
Подставим известные значения:
[ 0.150 , \text{кг} \cdot v_{мяча} = 4.5 ]
Теперь решаем это уравнение для ( v_{мяча} ):
[ v_{мяча} = \frac{4.5}{0.150} ]
[ v_{мяча} = 30 , \text{м/с} ]
Таким образом, мяч должен лететь со скоростью 30 м/с, чтобы его импульс был равен импульсу пули.