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12gライフルの弾丸は、380 Vの速度で発射され、長さ70 cmのコードから吊り下げられた弾道振り子質量6 kgに発射されます。

この問題を解決する方法は次のとおりです。これには、勢いの保存とエネルギーの保存の原則が含まれます。

1。運動量の保存

衝突前の * 弾丸には勢いがあり(m₁v₁)、振り子は安静です(m₂v₂=0)。

衝突後: 弾丸と振り子は、共通の速度(v ')で1つの単位(m₁ +m₂)として一緒に移動します。

運動量方程式の保存は次のとおりです。

m₁v₁ +m₂v₂=(m₁ +m₂)v '

2。共通速度(v ')を解く

*m₁=0.012 kg(弾丸の質量)

*v₁=380 m/s(弾丸の初期速度)

*m₂=6 kg(振り子の質量)

*v₂=0 m/s(振り子の初期速度)

値を運動量方程式に置き換え、V 'を解きます。

(0.012 kg)(380 m/s) +(6 kg)(0 m/s)=(0.012 kg + 6 kg)V '

V'≈0.76m/s

3。エネルギーの保全

* 衝突直後: システムには運動エネルギー(1/2(m₁ +m₂)v'²)があります。

* 最高点で: システムにはポテンシャルエネルギー(M₁ +M₂)GHがあり、ここでHは上昇する垂直高さです。

エネルギー方程式の保存は次のとおりです。

1/2(m₁ +m₂)v'²=(m₁ +m₂)gh

4。垂直高さ(h)の解決

* V'≈0.76m/s(上記で計算)

* g =9.8 m/s²(重力による加速)

値をエネルギー方程式に置き換え、Hを解きます。

1/2(0.012 kg + 6 kg)(0.76 m/s)²=(0.012 kg + 6 kg)(9.8 m/s²)h

H≈0.029m

したがって、弾道振り子は垂直に約0.029メートル(または2.9センチメートル)上昇します。

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