Когда пружину игрушечного пистолета сжимают на длину 3,0 см и происходит выстрел в горизонтальном направлении, шарик массой 4,0 г покидает пружину со скоростью. Жесткость пружины пистолета составляет 200 Н/м.
Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии. При сжатии пружины до длины 3,0 см, накапливается потенциальная энергия упругости, которая конвертируется в кинетическую энергию шарика при выстреле.
Исходя из этого, мы можем использовать формулу для потенциальной энергии упругости пружины: \( Eп = \dfrac{1}{2} k x^2 \), где \( Eп \) - потенциальная энергия упругости, \( k \) - жесткость пружины, \( x \) - сжатие пружины.
Скорость \( v \) вылета шарика связана с потенциальной энергией упругости следующим образом: \( v = \sqrt{\dfrac{2Eп}{m}} \), где \( m \) - масса шарика.
Теперь, чтобы найти во сколько раз изменится скорость вылета, если заменить шарик на другой, три раза больший, нам нужно сравнить скорости вылета для двух случаев.
Для шарика массой \( 4,0 г \) и массы \( 3 \times 4,0 г \) рассчитаем скорости вылета для обоих случаев и найдем отношение этих скоростей.
