Летящая пуля массой 10 грамм попадает в ящик с песком, висящий на закрепленной концом веревке. Какая доля энергии пули перешла в кинетическую энергию ящика, если его масса 4 кг?
Для расчета доли энергии пули, которая перешла в кинетическую энергию ящика, нам нужно знать скорость пули до столкновения. Поскольку это не дано, предположим, что скорость пули равна скорости после столкновения с ящиком.
Используем закон сохранения энергии:
(m_1 \cdot v_1^2 = (m_1 + m_2) \cdot v_2^2),
где
(m_1 = 0.01\, кг) - масса пули, (v_1 = v_2) - скорость пули, (m_2 = 4\, кг) - масса ящика.
Тогда:
(0.01\cdot v_1^2 = 4.01 \cdot v_2^2),
(v_1^2 = 401 \cdot v_2^2).
Таким образом, доля энергии пули, перешедшая в кинетическую энергию ящика, равна:
Для расчета доли энергии пули, которая перешла в кинетическую энергию ящика, нам нужно знать скорость пули до столкновения. Поскольку это не дано, предположим, что скорость пули равна скорости после столкновения с ящиком.
Используем закон сохранения энергии:
(m_1 \cdot v_1^2 = (m_1 + m_2) \cdot v_2^2),
где
(m_1 = 0.01\, кг) - масса пули,
(v_1 = v_2) - скорость пули,
(m_2 = 4\, кг) - масса ящика.
Тогда:
(0.01\cdot v_1^2 = 4.01 \cdot v_2^2),
(v_1^2 = 401 \cdot v_2^2).
Таким образом, доля энергии пули, перешедшая в кинетическую энергию ящика, равна:
(\frac{m_2 \cdot v_2^2}{m_1 \cdot v_1^2} = \frac{4 \cdot v_2^2}{v_1^2} = \frac{4}{401}).
Таким образом, доля энергии пули, перешедшая в кинетическую энергию ящика, составляет ( \frac{4}{401} ) или около 0.009975.