Движение шара с пулей
В маленький шар массой $M = 230\ \text{г}$, висящий на нити длиной $l = 50\ \text{см}$, попадает и застревает в нём горизонтально летящая пуля. Минимальная скорость пули $v_0$, при которой шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости, равна $120\ \text{м/с}$. Чему равна масса пули? Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| В маленький шар массой M = 230 г, висящий на нити длиной l = 50 см, попадает и застревает в нём горизонтально летящая пуля. Минимальная скорость пули , при которой шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости, равна м/с. Чему равна масса пули? Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
| ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Рассмотрите два этапа: неупругое столкновение пули с шаром и последующее движение объединённого тела по окружности.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Для минимального полного оборота скорость в верхней точке должна удовлетворять условию натяжения нити $v_{\text{в}}^2 \geq gl$. Используйте закон сохранения механической энергии после столкновения.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
При минимальной скорости $v_{\text{в}}^2 = gl$, поэтому скорость сразу после удара равна $u = \sqrt{5gl} = 5\ \text{м/с}$. Затем примените закон сохранения импульса: $mv_0 = (M + m)u$.