Question

4. Определите кинетическую энергию и скорость шарика массой 5 г в момент вылета из ствола пружинного игрушечного пистолета, если жесткость пружины равна 200 /м, а до выстрела она была сжата на 5 см. (Трением можно пренебречь.)

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА СРОЧНООО ​

Answer 1

Кинетическая энергия и скорость шарика могут быть определены с помощью уравнений сохранения импульса и энергии.

Согласно закону сохранения энергии, кинетическая энергия мяча равна потенциальной энергии, заключенной в пружине перед выстрелом :

E = (1/2)kx^2,

k - жесткость пружины, x - расстояние, на которое была сжата пружина.

E = (1/2) * 200 /м * (0.05 м)^2 = 0.25 Дж

Импульс шарика в момент выстрела равен импульсу пружины в соответствии с правилом сохранения импульса :

mv = kx,

m - масса шарика, v - его скорость после выстрела.

Решаем уравнение для v :

v = (kx/m)^(1/2) = (200 /м * 0.05 м / 0.005 кг)^(1/2) = 20 м/с

В результате кинетическая энергия мяча составляет 0,25 Дж, а его скорость при выстреле - 20 м/с.