Температура воздуха в горизонтальном цилиндре с поршнем t1=70C . На какое расстояние переместится поршень при нагревании воздуха на ΔT=20 К, если вначале он находился на расстоянии l=14 см от торца цилиндра?

Сначала определим скорость неразорвавшегося снаряда на высоте 10м.

h=(v^2 - v0^2) / -2g. v=кор. кв. из v0^2 - 2gh. v=14м/c.

Теперь скорость первого в момент разрыва: h=v01*t1 +g*t1^2 /2. ( t1=1c).

v01=h/t1 -gt1/2. v01=5м/c.

По закону сохранения импульса, определим скорость 2 осколка в момент разрыва: m*v=m*v02 / 2 - m*v01 / 2, сократим на массу m,

v02=2v +v01. v02=33м/с. Теперь определим высоту подъема вверх 2 осколка:

h1=v02^2 / 2g. h1=54,45м. и время его движения вверх: h1=g*t2^2 / 2.

t2=кор. кв. из 2h1 / g. t2=3,3c.

Высота с которой он падал вниз h2=h+h1. h2=10+54,45=64,45м. Вычислим время падения h2=g*t3^2/2, t3=кор. кв. из 2h2/g. t3=3,6c. Все время t4=t3+t2=3,6+3,3=6,9c

( чертеж сделать чтобы не напутать со знаками импульсов, хотя можно и высоту показать, нагляднее будет)

1) Коробка приобретет импульс, численно равный потери импульса пули:

Δp(пуля) = p2 - p1 = m1V0/2 - m1V0 = 0,001 (75 - 150) = - 0,0075 кг*м/с

2) Зная импульс, который приобрела коробка, можем вычислить ее скорость:

p = m2 V2 => V2 = p / m2 = 0,075 / 0,05 = 1,5 м/с

3) V2 - это ее начальная скорость. Конечная, очевидно, будет равна нулю. По формуле из кинематики найдем ускорение, которое приобрела коробка:

S = - V0^2 / 2a => a = - V0^2 / 2S = - 2,25 / 0,6 = - 3,75 м/с^2

4) На коробку действует только сила трения. По второму закону Ньютона в проекции имеем:

- u mg = ma => u = - a / g = 3,75 / 10 = 0,375