- Банк заданий
- Физика
- Задание 6443
Задание №6443 ЕГЭ по Физике
В маленький шар массой M = 230 г, висящий на нити длиной l = 50 см, попадает и застревает в нём горизонтально летящая пуля массой m = 10 г. При какой минимальной скорости пули шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости? Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи.
Дано: M = 230 г = 0,23 кг; l = 50 см = 0,5 м; m = 10 г = 0,01 кг
Найти: v0 - ?
Решение:
Закон сохранения импульса связывает скорость пули v0 перед ударом, со скоростью v1 составного тела массой 
сразу после удара:
Подставим (2) и (3) в (1):
А закон сохранения механической энергии - скорость составного тела сразу после удара с его скоростью v2 в верхней точке:
Подставим (6), (7) и (8) в (5):
Условие минимальности v0 означает, что шар совершает полный оборот в вертикальной плоскости, но при этом натяжение нити в верхней точке (и только в ней!) обращается в ноль. Второй закон Ньютона в проекции на радиальное направление x в этот момент принимает вид:
Подставим (11) в (10):
Подставим (13) в (9):
Подставим (16) в (4):
Ответ: 
= 120 м/с
Источник: NeoFamily