ID: 00011396
Пластилиновая пуля массой 10 г летит горизонтально со скоростью 20 м/с и попадает в груз массой 90 г, неподвижно висящий на вертикальной очень длинной нити. В результате этого груз на нити с прилипшей к нему пулей отклоняется от вертикали. На какую максимальную высоту поднимется груз вместе с прилипшей пулей? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ напишите в метрах.
Источник: ФИПИ
Это «баллистический маятник»: пуля прилипает к грузу, поэтому удар абсолютно неупругий.
Сначала закон сохранения импульса для удара: импульс пули переходит к системе «груз + пуля». $m v = (m+M)u$, откуда общая скорость сразу после удара $u=\dfrac{m v}{m+M}=\dfrac{0{,}01\cdot 20}{0{,}01+0{,}09}=2$ м/с.
Дальше система поднимается, и работает закон сохранения энергии: кинетическая энергия переходит в потенциальную. $\dfrac{(m+M)u^2}{2}=(m+M)g h$, отсюда высота $h=\dfrac{u^2}{2g}=\dfrac{2^2}{2\cdot 10}=0{,}2$ м.
0,2