Давайте решить задачу пошагово и подробно объясним каждый этап.
Дано:
- Кинетическая энергия пули \( E_k = 1125 \) Джоулей
- Импульс пули \( p = 4,5 \) кг·м/с
Требуется найти скорость пули \( v \).
Шаг 1: Формулы, необходимые для решения
- Кинетическая энергия:
\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] - Импульс:
\[ p = m v \]
Где:
- \( m \) — масса пули,
- \( v \) — скорость пули.
Шаг 2: Выразим массу \( m \) из импульса
Из формулы импульса:
\[
m = \frac{p}{v}
\]
Подставим это выражение в формулу кинетической энергии:
\[
E_k = \frac{1}{2} \left(\frac{p}{v}\right) v^2 = \frac{1}{2} p v
\]
Это важно! Таким образом, мы получили, что:
\[
E_k = \frac{1}{2} p v
\]
Шаг 3: Решим уравнение относительно скорости \( v \)
Из уравнения:
\[
E_k = \frac{1}{2} p v
\]
выразим \( v \):
\[
v = \frac{2 E_k}{p}
\]
Шаг 4: Подставим числовые значения
\[ v = \frac{2 \times 1125\, \mathrm{Дж}}{4,5\, \mathrm{кг \cdot м/с}} \]
Обрати внимание: Джоуль — это кг·м\(^2\)/с\(^2\), а импульс — кг·м/с, так что units согласуются.
Расчёт:
\[
v = \frac{2250}{4,5} = 500\, \mathrm{м/с}
\]
Ответ:
скорость пули равна 500 м/с.
Если есть вопросы по решению или нужно более подробно — пишите!