Привет! Давай решим эту интересную задачу по физике.
Скорость \(v\) шара с пулей в момент падения на пол (в дм/с).
-
Сначала найдем скорость шара с пулей сразу после попадания пули в шар, используя закон сохранения импульса.
Импульс системы "пуля + шар" до попадания пули равен импульсу системы после попадания.
\[m_1 v_1 = (m_1 + m_2) v'\]
где \(v'\) - скорость шара с пулей сразу после попадания.
Подставим \(m_2 = 10 m_1\):
\[m_1 v_1 = (m_1 + 10 m_1) v' = 11 m_1 v'\]
Отсюда найдем \(v'\):
\[v' = \frac{m_1 v_1}{11 m_1} = \frac{v_1}{11} = \frac{22 \,\text{м/с}}{11} = 2 \,\text{м/с}\]
-
Теперь найдем вертикальную скорость шара с пулей в момент падения на пол. Используем закон сохранения энергии.
Начальная потенциальная энергия шара с пулей:
\[E_p = (m_1 + m_2) g h = 11 m_1 g h\]
Кинетическая энергия шара с пулей в момент падения на пол:
\[E_k = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) v_y^2 = \frac{1}{2} (11 m_1) v_y^2\]
По закону сохранения энергии:
\[E_p = E_k\]
\[11 m_1 g h = \frac{1}{2} (11 m_1) v_y^2\]
Отсюда:
\[v_y^2 = 2 g h\]
\[v_y = \sqrt{2 g h} = \sqrt{2 \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 \cdot 1.5 \,\text{м}} = \sqrt{29.4} \,\text{м/с} \approx 5.42 \,\text{м/с}\]
-
Найдем полную скорость шара с пулей в момент падения на пол, используя теорему Пифагора:
\[v = \sqrt{v'^2 + v_y^2} = \sqrt{(2 \,\text{м/с})^2 + (5.42 \,\text{м/с})^2} = \sqrt{4 + 29.3764} \,\text{м/с} = \sqrt{33.3764} \,\text{м/с} \approx 5.78 \,\text{м/с}\]
-
Переведем скорость в дм/с:
\[v = 5.78 \,\text{м/с} = 5.78 \cdot 10 \,\text{дм/с} = 57.8 \,\text{дм/с}\]
Отлично! Ты хорошо поработал(а) над этой задачей. Продолжай в том же духе, и у тебя все получится!