Импульс — Задание 3 ЕГЭ по физике №00025313
Импульс
№2. Задание 3
ID: 00025313
Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 200 м/с, разрывается на два осколка. Первый осколок массой 1 кг летит под углом 90^{о} к первоначальному направлению со скоростью 300 м/с. Найдите скорость второго осколка. Ответ дайте в м/с.
Источник: ФИПИ
Решение
Снаряд летел по прямой и разорвался на два осколка. Первый осколок, чья масса и скорость известны, полетел строго перпендикулярно первоначальному направлению. Нужно найти скорость второго осколка.
Импульс сохраняется при взрыве — суммарный импульс осколков после разрыва равен импульсу снаряда до разрыва: $\vec p_1+\vec p_2=\vec p_{снаряда}$, поэтому импульс второго осколка — это векторная разность: $\vec p_2=\vec p_{снаряда}-\vec p_1$.
Направим ось $x$ вдоль первоначального движения снаряда. Импульс снаряда: $p_{снаряда}=M\upsilon=2\cdot200=400\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$ — весь вдоль оси $x$.
Импульс первого осколка направлен строго перпендикулярно (вдоль оси $y$): $p_1=m_1\upsilon_1=1\cdot300=300\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$.
Раз векторы $\vec p_{снаряда}$ и $\vec p_1$ перпендикулярны, модуль их разности $\vec p_2$ находим по теореме Пифагора.
$$p_2=\sqrt{p_{снаряда}^2+p_1^2}=\sqrt{400^2+300^2}=\sqrt{160000+90000}=\sqrt{250000}=500\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$$
Масса второго осколка $m_2=M-m_1=2-1=1$ кг, значит его скорость:
$$\upsilon_2=\dfrac{p_2}{m_2}=\dfrac{500}{1}=500\ \text{м/с}$$
Значит скорость второго осколка — 500 м/с.
Ответ
Видеоразбор
Похожие задания по теме «Импульс» (8)
- Задание 3 №00051202 — Тело движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении.…
- Задание 3 №00051201 — Тело движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении.…
- Задание 3 №00048479 — Отношение импульса автобуса к импульсу грузового автомобиля дробь: числитель: p…
- Задание 3 №00048478 — Отношение массы автобуса к массе легкового автомобиля дробь: числитель: m…
- Задание 3 №00048465 — Отношение импульса самосвала к импульсу легкового автомобиля дробь: числитель:…
- Задание 3 №00047552 — Два тела движутся по взаимно перпендикулярным пересекающимся прямым по гладкой…
- Задание 3 №00047516 — Отношение скорости автобуса к скорости легкового автомобиля дробь: числитель: v…
- Задание 3 №00047515 — На тело массой 2,5 кг, движущееся прямолинейно в инерциальной системе отсчёта,…
