Тело, брошенное горизонтально с начальной скоростью 5 м/с, упало на расстояние равной высоте бросания. найти дальность полета.

Дальность полета тела, брошенного в горизонтальном направлении, равна половине высоты, с которой оно брошено.

Площадь сечения равна: S=πR^2
R=0.6 м => S=3.14*(0.6)^2=1.13 м^2
Найдём массу воды в трубе: m=S*h*p
Здесь h-длина трубы
m=1.13*150*1000=169500 кг
Далее закон сохранения энергии:
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
В начале скорость нулевая, в конце он достигает нужной высоты т.е. уже нулевой. И так получается:
Ep1=Ek2
m*g*h/2=m*v^2/2
здесь h- перепад высоты.
h/2-это потому, что Ep- связанно с движением центра масс
После сокращений получаем: v=√gh = √10*19=13.8 м/с
Энергия, которую можно получить равна: Ep=mgh/2=16102500 Дж
Переводим в кВт-ч, получается Ep≈4,473 кВт-ч или Ep=16102.5 кВт-с

Обозначим массу пули за m, массу шара за M, скорость пули за v, скорость шара после соударения за u


1) по закону сохранения импульса:

2mv = Mu + mv,

mv = Mu,

v = (Mu)/m.

2) по закону сохранения энергии для шара:

(m u²)/2 = mgh,

u = sqrt(2gh)

высота подъема шара определяется из косинуса 60°:

cosα = (l - h)/l => h = l (1 - cosα).

тогда скорость пули после соударения равна

v = (M/m) * sqrt(2gl (1 - cosα)).

v = 100*sqrt(20*0.5) ≈ 316.2 м/c - скорость пули после соударения

v = 632.4 м/c - скорость пули перед соударением