Рассмотрим задачу о движении пули внутри ствола ружья. Даны следующие параметры:
- Длина ствола ( L = 0,60 ) м;
- Время, в течение которого пуля движется внутри ствола ( t = 0,004 ) с.
Необходимо найти скорость пули при вылете из ствола и ускорение её движения внутри ствола.
Найдём скорость пули при вылете из ствола
Предположим, что пуля движется с постоянным ускорением внутри ствола. Это означает, что её движение можно описать уравнениями равнопеременного движения.
Начальная скорость пули ( v_0 ) в стволе ружья равна нулю (( v_0 = 0 )), так как мы предполагаем, что пуля начинает движение из состояния покоя.
Используем следующие уравнения кинематики:
- Уравнение для перемещения при равномерном ускорении:
[ L = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ]
Подставим известные значения:
[ 0,60 = 0 \cdot 0,004 + \frac{1}{2} a (0,004)^2 ]
[ 0,60 = \frac{1}{2} a \cdot 0,000016 ]
[ 0,60 = 0,000008 a ]
Решим уравнение для ( a ):
[ a = \frac{0,60}{0,000008} ]
[ a = 75 000 \, \text{м/с}^2 ]
Найдём скорость пули при вылете из ствола
Для этого используем уравнение скорости при равномерном ускорении:
[ v = v_0 + a t ]
Подставим известные значения:
[ v = 0 + 75 000 \cdot 0,004 ]
[ v = 300 \, \text{м/с} ]
Итак, получаем:
- Скорость пули при вылете из ствола ( v = 300 \, \text{м/с} )
- Ускорение пули внутри ствола ( a = 75 000 \, \text{м/с}^2 )
Таким образом, используя уравнения кинематики для равнопеременного движения, мы нашли скорость пули при вылете из ствола и ускорение её движения внутри ствола ружья.