Задача в идеализированном виде: начальная система (винтовка+пуля) в покое. После выстрела пуля движется вперёд со скоростью 2 м/с, масса винтовки в 400 раз больше массы пули.
Доказательство по шагам:
- Обозначим массу пули как m, скорость пули v_b = 2 м/с.
- Масса винтовки M = 400 m.
- Пусть скорость отдачи винтовки v_r (направление обратно к полёту пули, то есть отрицательное направление по оси движения пули).
- Закон сохранения импульса для замкнутой системы: m v_b + M v_r = 0
- Отсюда v_r = - (m/M) v_b.
- Подставим M = 400 m: v_r = - (m / (400 m)) * 2 = - (1/400) * 2 = - 0.005 м/с.
Ответ:
- Скорость отдачи винтовки по модулю: 0.005 м/с.
- Направление: противоположно движению пули (назад).
Дополнительная заметка: Это упрощённая модель, игнорирующая влияние пороховых газов и сопротивления воздуха. В реальности скорость отдачи может быть немного другой из-за массы газов и конструктивных особенностей оружия. Но для данной задачи с условием M = 400 m ответ будет таким.