Для решения задачи о взаимодействии пули и бруска используем закон сохранения импульса. Импульс системы остается неизменным, если в систему не действуют внешние силы.
Дано:
- Масса пули (\(m_1\)) = 6 г = 0,006 кг
- Начальная скорость пули (\(v_{1i}\)) = 300 м/с
- Масса бруска (\(m_2\)) = 500 г = 0,5 кг
- Скорость пули после выхода из бруска (\(v_{1f}\)) = 150 м/с
- Скорость бруска после вылета пули (\(v_{2f}\)) = ? (это то, что нужно найти)
Закон сохранения импульса:
Сначала найдем общий импульс до взаимодействия и после. Пулю и брусок можно рассматривать как замкнутую систему:
\[ m_1 \cdot v_{1i} + m_2 \cdot v_{2i} = m_1 \cdot v_{1f} + m_2 \cdot v_{2f} \]
Здесь:
- \(\cdot v_{2i} = 0\) (так как брусок покоится до взаимодействия),
- \(v_{2i} = 0\).
Подстановка значений:
Теперь подставим все известные значения в уравнение:
\[ 0,006 \cdot 300 + 0 = 0,006 \cdot 150 + 0,5 \cdot v_{2f} \]
Рассчитаем левую часть:
\[ 0,006 \cdot 300 = 1,8 \text{ кг} \cdot \text{м/с} \]
Теперь у нас есть уравнение:
\[ 1,8 = 0,006 \cdot 150 + 0,5 \cdot v_{2f} \]
Рассчитаем правую часть:
\[ 0,006 \cdot 150 = 0,9 \text{ кг} \cdot \text{м/с} \]
Таким образом, у нас теперь:
\[ 1,8 = 0,9 + 0,5 \cdot v_{2f} \]
Найдем \(v_{2f}\):
Выровняем уравнение, чтобы найти \(v_{2f}\):
\[ 1,8 - 0,9 = 0,5 \cdot v_{2f} \]
\[ 0,9 = 0,5 \cdot v_{2f} \]
Делим обе стороны на 0,5:
\[ v_{2f} = \frac{0,9}{0,5} = 1,8 \text{ м/с} \]
Ответ:
Скорость движения бруска после вылета пули составляет 1,8 м/с.