В3 (2 вариант). Деревянный брусок массой M = 0,35 кг лежит на гладкой горизонтальной поверхности. Пуля массой m = 15 г, летевшая горизонтально со скоростью, модуль которой u = 0,40 км/с, попала в этот брусок. Если модуль средней силы сопротивления дерева движению пули F = 5,0 кН, то расстояние s, на которое пуля углубилась в брусок, равно … см.
Решение
Из закона сохранения импульса найдем скорость движения бруска после попадания в него пули:
mu = (M + m)u1,
откуда
\[ u_{1} =\frac{mu}{m+M} . \]
Работа силы трения равна изменению механической энергии системы:
\[ A{}_{тр} = \Delta W \]
или
\[ -Fs=\frac{(m+M)u_{1}^{2} }{2} -\frac{mu^{2} }{2} ,
\]
\[ Fs=\frac{mu^{2} }{2} -\frac{(m+M)}{2} \cdot \frac{m^{2} u^{2} }{(m+M)^{2} } . \]
Из последнего уравнения находим расстояние, на которое пуля углубилась в брусок:
\[ s=\frac{mMu^{2} }{2F(m+M)} , \]
s = 23 см.
Ответ: 23 см.