Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения импульса. Импульс системы до взрыва должен быть равен импульсу системы после взрыва.
Шаг 1: Найдем импульс до взрыва
Импульс (P) равен произведению массы (m) на скорость (v):
\( P_{до} = m_{гранаты} \cdot v_{гранаты} \)
Где:
- \( m_{гранаты} = 7 \, \text{кг} \)
- \( v_{гранаты} = 5 \, \text{м/с} \)
Подставим значения:
\( P_{до} = 7 \, \text{кг} \cdot 5 \, \text{м/с} = 35 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \)
Шаг 2: Найдем импульс после взрыва
Пусть:
- Масса первого осколка \( m_1 = 4 \, \text{кг} \), его скорость \( v_1 = 7 \, \text{м/с} \).
- Масса второго осколка \( m_2 = m_{гранаты} - m_1 = 7 \, \text{кг} - 4 \, \text{кг} = 3 \, \text{кг} \).
- Скорость второго осколка \( v_2 \) — неизвестна.
Согласно закону сохранения импульса, импульс до взрыва равен импульсу после взрыва:
\( P_{до} = P_{после} \)
Импульс после взрыва определяется как сумма импульсов обоих осколков:
\( P_{после} = m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 \)
Шаг 3: Распишем уравнение
Подставим известные значения в уравнение:
\( 35 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = 4 \, \text{кг} \cdot 7 \, \text{м/с} + 3 \, \text{кг} \cdot v_2 \)
Вычислим импульс первого осколка:
\( 4 \, \text{кг} \cdot 7 \, \text{м/с} = 28 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \)
Теперь подставим это значение в уравнение:
\( 35 = 28 + 3 \cdot v_2 \)
Шаг 4: Найдем скорость второго осколка
Вычтем 28 от обеих сторон:
\( 7 = 3 \cdot v_2 \)
Теперь разделим обе стороны на 3:
\( v_2 = \frac{7}{3} \approx 2.33 \, \text{м/с} \)
Ответ
Скорость второго осколка \( v_2 \) составляет примерно 2.33 м/с.