Вопрос школьника
Начальная скорость пули пневматической винтовки 160 м/с. Какую скорость будет иметь пуля через 20 с после выстрела, направленного вертикально вверх? Сопротивлением воздуха пренебречь. Определите длину пути и перемещение пули за это время.
Ответ от учителя
Известно, что начальная скорость пули пневматической винтовки равна 160 м/с. Также известно, что пуля направлена вертикально вверх. Это означает, что на пулю действует сила тяжести, направленная вниз, и сила сопротивления воздуха, которую мы пренебрегаем.
Для определения скорости пули через 20 с после выстрела, необходимо использовать уравнение движения тела:
v = v0 + at
где v — конечная скорость, v0 — начальная скорость, a — ускорение, t — время.
Ускорение тела в данном случае равно ускорению свободного падения g, которое равно 9,81 м/с². Однако, так как пуля движется вертикально вверх, то ускорение будет направлено вниз, то есть a = -g.
Таким образом, подставляя известные значения в уравнение движения, получим:
v = 160 — 9,81 * 20 = -20 м/с
Отрицательный знак означает, что пуля движется вниз со скоростью 20 м/с.
Для определения длины пути и перемещения пули за 20 с необходимо использовать уравнение пути:
h = v0t + (at²)/2
где h — высота, v0 — начальная скорость, a — ускорение, t — время.
Так как пуля движется вертикально вверх, то ее начальная высота равна нулю. Также ускорение равно -g.
Таким образом, подставляя известные значения в уравнение пути, получим:
h = 0 + (-9,81 * 20²)/2 = -1962 м
Отрицательный знак означает, что пуля опустилась на 1962 м за 20 с.
Перемещение пули за 20 с равно разности начальной и конечной высот:
Δh = 0 — (-1962) = 1962 м
Таким образом, пуля пневматической винтовки, выстреленная вертикально вверх со скоростью 160 м/с, опустится на 1962 м за 20 с.
