Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, если в системе нет внешних сил, то общий импульс до и после события останется неизменным.
Обозначим:
- \( m_1 \) — масса платформы с орудием (15 т = 15000 кг),
- \( m_2 \) — масса снаряда (20 кг),
- \( v_2 \) — скорость снаряда, вылетающего горизонтально (600 м/с),
- \( v_1 \) — скорость платформы после выстрела.
Перед выстрелом платформа с орудием и снаряд находятся в покое, поэтому их общий импульс равен нулю:
\[ P_{\text{до}} = 0 \]
После выстрела импульс системы составит:
\[ P_{\text{после}} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Согласно закону сохранения импульса:
\[ P_{\text{до}} = P_{\text{после}} \]
То есть:
\[ 0 = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \]
Отсюда можно выразить скорость платформы:
\[ m_1 \cdot v_1 = - m_2 \cdot v_2 \]
\[ v_1 = -\frac{m_2 \cdot v_2}{m_1} \]
Теперь подставим значения:
\[ v_1 = -\frac{20 \cdot 600}{15000} \]
Сначала вычислим числитель:
\[ 20 \cdot 600 = 12000 \]
Теперь подставим в формулу:
\[ v_1 = -\frac{12000}{15000} = -0.8 \text{ м/с} \]
Отрицательный знак указывает на то, что платформа движется в противоположном направлении по сравнению с вылетом снаряда.
Таким образом, платформа покатится с ускорением 0.8 м/с в сторону, противоположную направлению вылета снаряда.