Дано:
масса пули m = 10 г = 0,01 кг
толщина доски d = 4 см = 0,04 м
начальная скорость пули v1 = 600 м/с
конечная скорость пули v2 = 400 м/с
Найти:
модуль средней силы сопротивления доски F_avg.
Решение:
Сначала найдем изменение кинетической энергии пули. Кинетическая энергия (E_kin) рассчитывается по формуле:
E_kin = (1/2) * m * v².
Сначала найдем начальную кинетическую энергию E_kin1:
E_kin1 = (1/2) * m * v1²
E_kin1 = (1/2) * 0,01 * (600)²
E_kin1 = 0,005 * 360000
E_kin1 = 1800 Дж.
Теперь найдем конечную кинетическую энергию E_kin2:
E_kin2 = (1/2) * m * v2²
E_kin2 = (1/2) * 0,01 * (400)²
E_kin2 = 0,005 * 160000
E_kin2 = 800 Дж.
Теперь найдем изменение кинетической энергии:
ΔE_kin = E_kin1 - E_kin2
ΔE_kin = 1800 - 800
ΔE_kin = 1000 Дж.
Работа силы сопротивления (W_friction), совершенная доской, равна изменению кинетической энергии:
W_friction = ΔE_kin = -1000 Дж. (знак минус указывает на то, что работа направлена против движения).
Работа также может быть выражена через силу и расстояние:
W_friction = F_avg * d.
Теперь найдем среднюю силу сопротивления:
F_avg = W_friction / d.
Подставим известные значения:
F_avg = -1000 / 0,04
F_avg = -25000 Н.
Так как нас интересует модуль силы, то:
|F_avg| = 25000 Н.
Ответ:
Модуль средней силы сопротивления доски составляет 25000 Н.