Для решения задачи о столкновении пули с шаром можно использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, в закрытой системе без внешних сил суммарный импульс до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения.
Дано:
- масса пули ( m_1 = 5 ) г = 0,005 кг,
- скорость пули ( v_1 = 200 ) м/с,
- масса шара ( m_2 = 195 ) г = 0,195 кг,
- начальная скорость шара ( v_2 = 0 ) м/с (шар покоится).
После столкновения пуля застревает в шаре, и они движутся вместе с некоторой скоростью ( V ), которую нам нужно найти.
Запишем закон сохранения импульса для системы:
[ m_1 \cdot v_1 + m_2 \cdot v_2 = (m_1 + m_2) \cdot V. ]
Подставим известные значения в уравнение:
[ 0,005 \cdot 200 + 0,195 \cdot 0 = (0,005 + 0,195) \cdot V. ]
Упростим уравнение:
[ 1 = 0,2 \cdot V. ]
Теперь найдем ( V ):
[ V = \frac{1}{0,2} = 5 \text{ м/с}. ]
Таким образом, после попадания пули в шар и их слипшегося движения, система приобретает скорость ( V = 5 ) м/с в горизонтальном направлении.