Пуля летящая со скоростью 500 м/с массы 30 г попадает в ящик с песком массы 5 кг подвешенный на нити длинной 1 м и застревает в песке. На какой угол отклониться нить от вертикали

По закону сохранения импульса:

500 м/с * 0,03 кг = (0,03 кг + 5 кг) * V₃

15 (кг*м) / с = 5,03 * V₃

V₃ ≈ 2,98 м/с

Следовательно ящик с песком приобретет скорость равную 2,98 м/с

Находим кинетическую энергию ящика: (5,03 кг * 2,98^2) / 2 ≈ 22,4 Дж

Эту энергию ящик превратит в потенциальную, поднявшись на некоторую высоту h:

22,4 = 5*10*h

h = 0,448 м

Если нарисовать, как будет двигаться ящик, то очевидно, что можно построить прямоугольный треугольник. Тогда прилежащий к углу α катет равен 1 м - 0,448 м = 0,552 м

Гипотенуза равна 1 м

Тогда, найдя косинус угла α найдем и сам угол α:

cos α = 0,552/1 = 0,552 что соответствует углу в ≈56°