Пуля из автомата Калашникова, пролетев некоторое расстояние, застряла в доске. Определите скорость пули вблизи доски, если известно, что при её движении внутри доски выделилось 1,0 кДж теплоты. Масса пули 7,9 г. Считайте, что вся кинетическая энергия перешла во внутреннюю энергию доски и пули.

Дано:

• Масса пули: $m = 7{,}9$ г $= 0{,}0079$ кг.

• Количество выделившейся теплоты: $Q = 1{,}0$ кДж $= 1000$ Дж.

• Конечная скорость пули: $v_к = 0$ м/с, так как пуля застряла в доске.

Найти: начальную скорость пули вблизи доски $v$.

Решение

По условию задачи вся кинетическая энергия пули при её торможении в доске превратилась во внутреннюю энергию доски и пули.

Согласно закону сохранения энергии, количество выделившейся теплоты равно кинетической энергии пули непосредственно перед попаданием в доску:

где:

• $Q$ — количество выделившейся теплоты;

• $m$ — масса пули;

• $v$ — скорость пули перед попаданием в доску.

Выразим скорость пули из формулы:

Подставим известные значения:

Округляя результат, получаем:

Ответ:

Скорость пули вблизи доски составляла приблизительно 500 м/с.

Таким образом, перед попаданием в доску пуля обладала кинетической энергией 1000 Дж. При торможении эта энергия полностью преобразовалась во внутреннюю энергию пули и доски, вызвав их нагревание.