Пуля, имеющая массу 10 г, подлетает к доске толщиной 4 см со скоростью 600 м/с и, пробив доску, вылетает со скоростью 400 м/с. Найдите модуль средней силы сопротивления доски.
от

1 Ответ

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.
от