Пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с попадает в середину шара массой 1 кг, висящем на невесомом нерастяжимом стержне, и пробивает его. Найти скорость пули после пробивания шара, если шар поднялся на максимальную высоту 0,2 м.

mп = 10 г = 0,01 кг.

Vп1 = 400 м/с.

mш = 1 кг.

h = 0,2 м.

g = 10 Н/кг.

Vп2 - ?

Для пули с шаром справедлив закон сохранения полной механической энергии: mп * Vп1² / 2 = mш * h * g + mп * Vп2² / 2.

mп * Vп2² / 2 = mп * Vп1² / 2 - mш * h * g.

Vп2² = 2 * (mп * Vп1² / 2 - mш * h * g) / mп.

Формула для определения скорости пули после пробивания шара Vп2 будет иметь вид: Vп2 = √ (2 * (mп * Vп1² / 2 - mш * h * g) / mп).

Vп2 = √ (2 * (0,01 кг * (400 м/с) ² / 2 - 1 кг * 0,2 м * 10 Н/кг) / 0,01 кг) = 399,5 м/с.

Ответ: скорость пули после пробивания шара станет Vп2 = 399,5 м/с.