Решение: Пуля массой 9 г, летевшая со скоростью 600 м/с, попадает в деревянную стену

Условие задачи:

Пуля массой 9 г, летевшая со скоростью 600 м/с, попадает в деревянную стену и проникает в нее на глубину 20 см. Определить среднюю силу сопротивления движению пули.

Задача №2.1.28 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(m=9\) г, \(\upsilon=600\) м/с, \(S=20\) см, \(F-?\)

Решение задачи:

Применим теорему об изменении кинетической энергии (закон сохранения энергии):

\[A = 0 — \frac{{m{\upsilon ^2}}}{2}\]

В этом выражении \(A\) — это работа сила сопротивления. Её определяют как скалярное произведение вектора самой силы и вектор перемещения. Так как они направлены в противоположные стороны (угол между ними 180°), то:

\[A = \overrightarrow F \cdot \overrightarrow S = F \cdot S \cdot \cos 180^\circ = — FS\]

В итоге:

\[ — FS = — \frac{{m{\upsilon ^2}}}{2} \Rightarrow F = \frac{{m{\upsilon ^2}}}{{2S}}\]

Переведем некоторые величины в систему СИ.

\[9\; г = \frac{9}{{1000}}\; кг = 0,009\; кг\]

\[20\; см = \frac{{20}}{{100}}\; м = 0,2\; м\]

Посчитаем ответ.

\[F = \frac{{0,009 \cdot {{600}^2}}}{{2 \cdot 0,2}} = 8100\; Н = 8,1\; кН\]