Пуля массой 35 г влетает в покоящийся на шероховатой поверхности ящик массой 4 кг и застревает в нём. Какой путь пройдёт ящик до полной его остановки, если скорость пули в момент попадания равна 200 м/с? Коэффициент трения ящика о поверхность принять равным 0,25.
Объяснение:
Дано:
m₁ = 35 г = 0,035 кг
V₁ = 200 м
m₂ = 4 кг
μ = 0,25
S - ?
Скорость ящика из закона сохранения импульса:
m₁·V₁ = (m₁ + m₂)·V₂
V₂ = m₁·V₁ / (m₁ + m₂) = 0,035·200 / (0,035 + 4) ≈ 1,7 м/с
Кинетическая энергия ящика (массой пули пренебрежем):
Eк = m₂·V₂² / 2 = 4·1,7² / 2 ≈ 5,78 Дж (1)
Сила трения:
Fтр = μ·m₂·g = 0,25·4·10 = 10 Н
Работа силы трения:
A = Fтр·S = 10·S Дж (2)
Приравняем (2) и (1):
10·S = 5,78
Путь:
S = 5,78 / 10 ≈ 0,58 м