Какую скорость получит шарик массой 2,5 г, когда вылетит из ствола детского пружинного пистолета, если пружину сжали
Какую скорость получит шарик массой 2,5 г, когда вылетит из ствола детского пружинного пистолета, если пружину сжали на 5 см, учитывая ответы из учебника (28,3).
Veselyy_Pirat_4312 31
Хорошо! Давайте решим задачу о скорости шарика, вылетающего из ствола детского пружинного пистолета.Для начала, нам понадобятся некоторые физические законы. Закон Гука гласит, что существует прямая зависимость между усилием, приложенным к упругому телу, и его деформацией. Формула для закона Гука записывается следующим образом:
где
В данной задаче пружинная сила выталкивает шарик из ствола пистолета. Мы можем воспользоваться законом Гука, чтобы найти силу этой пружины.
где
Теперь нам нужно рассмотреть закон сохранения энергии. По данному закону сумма кинетической и потенциальной энергий тела остается постоянной.
Первоначально, когда пружина не сжата, у шарика в стволе пистолета нет кинетической энергии. Значит, его энергия полностью представлена потенциальной энергией пружины, которая выражается следующей формулой:
После выстрела пружины, когда пружина полностью разжимается, у шарика нет потенциальной энергии, но появилась кинетическая энергия. Кинетическая энергия шарика равна:
где
Таким образом, по закону сохранения энергии, мы можем записать следующее уравнение:
Подставим найденные формулы и данные в уравнение:
Теперь получим уравнение для скорости шарика:
В нашем случае,
Подставим все известные значения в формулу для скорости:
Произведем необходимые расчеты:
Таким образом, шарик получит скорость примерно 2.8 м/с при вылете из ствола детского пружинного пистолета.
Я постарался предоставить максимально подробный и обстоятельный ответ с пошаговым решением. Если у вас возникли какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!