Question

Do wahadła utworzonego przez ciało o masie 2 kg zawieszono na nici o długości 1m wystrzelono pocisk o masie 10g, lecący poziomo z prędkością 500 m/s. Pocisk ugrzązł w wahadle, przy czym 50% jego energii kinetycznej zostało zamienione na ciepło. O jaki kąt odchyliło się wahadło?

Answer 1

No to jedziemy:

 

Według mnie wyglądać to będzie tak:

 

 

Na początku gdy pocisk jest wystrzelony, ma swoją Energię kinetyczną.Gdy trafia, to zgodnie z danymi, traci 50% tej energii kosztem ciepła. Jednak pozostałe 50% zostaje zamienione na pracę. Owa praca, to nic innego jak zmiana energii potencjalnej tej kulki, w którą trafił nasz pocisk. Musimy jednak wziąć pod uwagę fakt, że energia ta zostaje przekazana tej kulce, a zatem kulka lecąca wraz z pociskiem będzie miała energię kinetyczną o wiele mniejszą od energi samego pocisku, ze względu na to że mamy masę kulki(duża w porownaniu do pocisku) oraz pocisku.

 

Zatem najpierw z zasady zachowania pędu liczymy, jaką prędkość uzyska kulka wraz z pociskiem, po zderzeniu:

 

 

Mając prędkość naszego układu Kulka+pocisk, liczymy wysokość na jaką się wzniesie kulka po zderzeniu z pociskiem z zasady zachowania energii.

 

 

Teraz spójrz na rysunek w załączniku - liczymy nasz kąt korzystająć z trygonometrii:

 

 

Kąt odchylenia to 32 stopnie.