Пуля массой m = 10 г, движущаяся горизонтально со скоростью, модуль которой v = 0,50 км/с, попала в подвешенный на невесомой нити деревянный шар массой M = 1,0 кг и застряла в нем. При этом нить отклонилась от вертикали на угол α = 20°. Определите период T колебаний шара.
Ответ: T = 9,1 с.
Попробуем слегка уточнить условия задачи. По данным характеристикам можно предположить, что стреляли из винтовки - сходится и вес и скорость пули. Кинетическая энергия пули в момент попадания в деревянный шар 1250 Дж. Кстати, о шаре. Если предположить, что это сосновый сухой шар, то его диаметр 14 см (это нетрудно посчитать). Если он не сухой, то его диаметр еще меньше. Из справочника по физике и технике (А.С.Енохович, 1989 г), пуля автомата Калашникова, имея скорость 334 м/с, пробивает дерево толщиной 25 см. Таким образом, шар, диаметром 14 см, она пробьет легко. Но может быть это специально изготовленная пуля с резиновым наконечником, поэтому продолжим разбор задачи.
Энергии пули достаточно, чтобы подбросить шар на высоту 126 м. Это очень большая высота. Какой же длины должен быть в этом случае маятник? Это несложно высчитать - 2100 м! Или более двух километров! Таких высоких зданий на Земле нет, поэтому можно предположить, что маятник прикреплен к вертолету. Интересно, из чего сделана в этом случае невесомая нить, упоминаемая в задаче?
Посчитать период колебаний такого маятника уже не сложно. T = 91,8 с. Ответ, приведенный в учебнике, неправильный.
