一颗质量为10克的子弹以150米/秒的水平速度射入静止的木块,并在0.03秒内停止。计算子弹射入木块的深度。同时,计算木块对子弹施加的力的大小。
已知:一颗质量为10克的子弹以150米/秒的水平速度射入静止的木块,并在0.03秒内停止。
要求:计算子弹射入木块的深度。同时,计算木块对子弹施加的力的大小。
解答
子弹质量 m = 10 g = 10/1000 kg = 0.01 kg
初始速度 u = 150 m/s
最终速度 v = 0
时间 t = 0.03 s
因此,加速度 a = (v - u) / t
= (0 - 150) / 0.03
= -5000 m/s²
设 s 为子弹射入木块的深度。
使用公式 v² = u² + 2as
0² = 150² + 2 × (-5000)s
0 = 22500 - 10000s
10000s = 22500
s = 22500 / 10000
s = 2.25 m
木块对子弹施加的力 F = ma
= 0.01 kg × (-5000) m/s²
= -50 N [-号表示方向相反]
因此,子弹射入木块的深度为2.25米,木块对子弹施加的力为-50牛顿。
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