Импульс

Задание №3. Законы Сохранения

№2. Задание 3

ID: 00014953

Игрушечная пушка закреплена на санках, стоящих на горизонтальном гладком льду. Из ствола пушки вылетает снаряд массой $$1$$ кг. Сразу после выстрела скорость санок равна $$0,5$$ м/с, а вектор скорости снаряда составляет с поверхностью льда угол $60^\circ$ . С какой скоростью относительно земли вылетел снаряд, если санки (вместе с пушкой, но без снаряда) имеют массу $$10$$ кг? Ответ дайте в м/с.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Лёд гладкий, до выстрела всё стояло, поэтому вдоль льда (по горизонтали) суммарный импульс был и остаётся нулём. Санки могут ехать только горизонтально, а снаряд улетает под углом — значит вдоль горизонта его «толкает» только горизонтальная часть скорости.

Горизонтальный баланс импульсов

Снаряд горизонтально уносит импульс $m\,V\cos 60^\circ$ , санки катятся в обратную сторону с импульсом $M\,V_{с}$ . Они равны по модулю:

$m\,V\cos 60^\circ=M\,V_{с}$ .

Подставляем числа

$1\cdot V\cdot0,5=10\cdot0,5$ , то есть $0,5\,V=5$ .

Находим скорость снаряда

$V=\dfrac{5}{0,5}=10$ м/с.

Ответ

Другие задания по теме «Импульс» (8)