Пуля массой 5 г попадает в ящик с песком массой 1 кг, подвешенный на тросе. Максимальное отклонение ящика от положения равновесия таково, что его центр тяжести поднялся на высоту 0,2 м от первоначального уровня. Определите скорость пули.

mп = 5 г = 0,005 кг.

mя = 1 кг.

g = 9,8 м/с^2.

h = 0,2 м.

Vп - ?

Воспользуемся законом сохранения механической энергии.

При попадании пули в ящик, она обладала только кинетической энергией движения Ек, которая определяется формулой: Ек = mп * Vп^2/2.

При максимальном отклонении ящика с пулей, они обладают только потенциальной энергией Еп, которая определяется формулой: Еп = (mя + mп) * g * h.

Ек = Еп.

mп * Vп^2/2 = (mя + mп) * g * h.

Vп = √ (2 * (mя + mп) * g * h / mп).

Vп = √ (2 * (1 кг + 0,005 кг) * 9,8 м/с^2 * 0,2 м / 0,005 кг) = 28 м/с.

Ответ: скорость пули составляет Vп = 28 м/с.