Zadanie 13. Pocisk w belce

Wystrzelony pocisk o masie m = 10 g, którego wartość prędkości wynosi 300 m/s, wbija się w drewnianą belkę na głębokość s = 15 cm. Przyjmując, że ruch pocisku w belce jest jednostajnie opóźniony, oblicz:

a) wartość opóźnienia,

b) wartość siły działającej na pocisk,

c) czas jego hamowania.

 

Wskazówka 1. Wypisz dane z treści zadania:

Odpowiedź 1.

Możemy zapisać, że prędkość końcowa jest równa zeru, ponieważ pocisk wbił się w belkę.

 

Wskazówka 2. Zapisz zależności dla ruchu jednostajnie opóźnionego.

Odpowiedź 2. Wiemy, że:

jednak z powyższego równania znamy tylko zmianę wartości prędkości.

W treści zadania mowa jest także o drodze, jaką pokonał pocisk poruszający się ruchem jednostajnie opóźnionym:

 

Wskazówka 3. Wyznacz czas t.

Odpowiedź 3.

 

Wskazówka 4. Oblicz czas hamowania pocisku.

Odpowiedź 4.

Czas hamowania pocisku to 0,001 s.

 

Wskazówka 5. Oblicz wartość opóźnienia.

Odpowiedź 5. Znamy czas hamowania pocisku oraz zmianę jego prędkości, więc:

 

Ważne jest prawidłowe sformułowanie odpowiedzi. Pytano się nas o wartość opóźnienia. Wynosi ona 3∙10⁵ m/s².

Odpowiedź na pytanie o wartość przyspieszenia brzmi: - 3∙10⁵ m/s².

 

Wskazówka 6. Jak wyznaczamy wartość siły działającej na ciało?

Odpowiedź 6. Wartość siły jest wyznaczona przez przyspieszenie, jakie nadaje ona ciału o masie m.

 

Wskazówka 7. Oblicz wartość siły działającej na pocisk.

Odpowiedź 7.

Wartość siły działającej na pocisk wynosi 3000 N. Liczyliśmy wartość siły działającej na pocisk w ruchu jednostajnie opóźnionym, więc podstawiamy wartość opóźnienia.

 

Literatura

1. Grzybowski Roman, Fizyka i astronomia – zbiór zadań dla gimnazjum, Operon, Gdynia 2007, str. 35.