На яку швидкість вона випускає кулі? Які маса і швидкість цих куль? Можливо, чи це можна робити, тримаючи зброю

Chupa

19

Для решения данной задачи нам потребуется знание законов сохранения импульса и энергии.

Согласно закону сохранения импульса, если внешние силы не действуют на систему, то сумма импульсов всех тел в системе остается постоянной.

Дано:
Масса стрелка: \(m_1 = 0.04 \, \text{кг}\)
Масса заряженных куль: \(m_2 = 0.05 \, \text{кг}\)
Начальная скорость стрелка: \(v_1 = 4 \, \text{м/с}\)
Скорость куль после выстрела: \(v_2 = 0 \, \text{м/с}\)

Для начала найдем скорость стрелка после выстрела, используя закон сохранения импульса. Импульс тела можно вычислить, умножив его массу на его скорость.

Из закона сохранения импульса следует, что сумма импульсов до выстрела должна быть равна сумме импульсов после выстрела:
\(m_1 \cdot v_1 = (m_1 + m_2) \cdot v_2\)

Теперь найдем скорость куль после выстрела:
\(v_2 = \frac{{m_1 \cdot v_1}}{{m_1 + m_2}}\)
\(v_2 = \frac{{0.04 \, \text{кг} \cdot 4 \, \text{м/с}}}{{0.04 \, \text{кг} + 0.05 \, \text{кг}}}\)
\(v_2 = \frac{{0.16 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}}{{0.09 \, \text{кг}}}\)
\(v_2 = \frac{{0.16 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}}{{0.09 \, \text{кг}}}\)
\(v_2 \approx 1.78 \, \text{м/с}\)

Теперь мы можем вычислить начальную скорость куль, используя закон сохранения энергии. Закон сохранения энергии гласит, что энергия системы остается постоянной, если внешние силы не совершают работу.

Энергия стрелка до выстрела (кинетическая энергия):
\(E_1 = \frac{1}{2} m_1 v_1^2\)

Энергия куль после выстрела (также кинетическая энергия):
\(E_2 = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) v_2^2\)

Так как энергия системы остается постоянной:
\(E_1 = E_2\)

Подставим известные значения и найдем скорость куль:
\(\frac{1}{2} m_1 v_1^2 = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) v_2^2\)
\(0.5 \cdot 0.04 \, \text{кг} \cdot (4 \, \text{м/с})^2 = 0.5 \cdot (0.04 \, \text{кг} + 0.05 \, \text{кг}) \cdot (v_2)^2\)
\(0.5 \cdot 0.04 \, \text{кг} \cdot 16 \, \text{м}^2/\text{с}^2 = 0.5 \cdot 0.09 \, \text{кг} \cdot (v_2)^2\)
\(0.32 \, \text{Дж} = 0.045 \, \text{кг} \cdot (v_2)^2\)
\((v_2)^2 = \frac{0.32 \, \text{Дж}}{0.045 \, \text{кг}}\)
\(v_2 = \sqrt{\frac{0.32 \, \text{Дж}}{0.045 \, \text{кг}}}\)
\(v_2 \approx 5.41 \, \text{м/с}\)

Итак, мы получили, что скорость куль после выстрела составляет около \(5.41 \, \text{м/с}\). Масса куль составляет \(0.05 \, \text{кг}\) и их скорость в начале была \(1.78 \, \text{м/с}\).

Относительно возможности выпускать кули, держа оружие в руках, следует отметить, что без дополнительных данных мы не можем дать однозначного ответа. Необходимо учитывать конкретный тип оружия, его конструкцию и другие факторы безопасности. Если речь идет о реальном огнестрельном оружии, выпускать кули, держа его в руках, является крайне опасным и недопустимым. При этом, допустимо рассмотреть ситуацию с практической или теоретической точки зрения, предположив, что такая возможность существует, однако все действия должны быть осуществлены в контролируемой и безопасной среде с соблюдением всех необходимых мер предосторожности и правил безопасности. В реальной ситуации всегда следует соблюдать регламентацию и руководящие нормы в отношении использования огнестрельного оружия.