Задание №7064 ЕГЭ по Физике

Дано: l = 39 см = 0,39 м; M = 720 г = 0,72 кг; m = 9 г = 0,009 кг; v₀ = 150 м/с

Найти:  - ?

Обоснование:
Рассмотрим задачу в системе отсчёта, связанной с Землёй. Будем считать эту систему отсчёта инерциальной (ИСО).
Шарик и пулю в данных условиях можно считать материальными точками. При отсутствии силы сопротивления воздуха и трения в инерциальной системе отсчёта для шарика и пули применим закон сохранения импульса при абсолютно неупругом ударе. Внешняя сила тяжести действует в течение очень малого промежутка времени взаимодействия, поэтому этим действием можно пренебречь.
После удара на шарик с пулей действует потенциальная сила (сила тяжести), сила натяжения нити перпендикулярна скорости шарика (а значит, работа этой силы равна нулю). Следовательно, механическая энергия сохраняется.

Решение:
Во время взаимодействия пули с шариком механическая энергия не сохраняется, так как удар абсолютно неупругий, но сохраняется импульс, то есть:


где v — скорость шарика вместе с пулей сразу же после удара.

Подставим (3) и (2) в (1):

По закону сохранения энергии:

Подставим (7) и (8) в (6):

Возведём (5) в квадрат и подставим (10):

Из рисунка ясно, что h = l − lcosα = l(1 − cosα) (12)

Подставим (12) в (11):

Ответ: 

Источник: NeoFamily