Дано:
Масса пули: m = 15 г = 0.015 кг
Горизонтальная скорость пули: υ = 0.5 км/с = 500 м/с
Масса баллистического маятника: M = 6 кг
Найти:
Высоту, на которую поднимется маятник после удара пули.
Решение с расчетом:
Используем закон сохранения импульса для нахождения скорости маятника после удара:
m * υ = (m + M) * v,
где m и υ - масса и скорость пули до столкновения, M и v - масса и скорость маятника после столкновения.
Решаем уравнение относительно скорости маятника v:
v = (m * υ) / (m + M) = (0.015 кг * 500 м/c) / (0.015 кг + 6 кг) ≈ 0.0075 м/с
Теперь используем потенциальную энергию, чтобы найти высоту подъема маятника:
ΔU = mgh,
где m - масса маятника, g - ускорение свободного падения, h - изменение высоты.
Получаем:
mgh = (1/2) * M * v^2
h = (M * v^2) / (2 * mg)
h = (6 кг * (0.0075 м/с)^2) / (2 * 9.8 м/с^2) ≈ 0.002 м
Ответ:
Маятник поднимется на примерно 0.002 м (или 2 мм) после удара пули.