質量為 3 kg 的槍發射一顆質量為 30 g 的子彈。子彈穿過槍管需要 0.003 s,並獲得 100 m/s 的速度。計算
(i) 槍的後坐速度。
(ii) 由於槍的後坐力作用於槍手上的力
槍的質量 $m_1=3\ kg$
子彈的質量 $m_2=30\ g=0.03\ kg$
子彈的速度 $v_2=100\ m/s$
(i) 設 $v_1$ 為槍的後坐速度。
根據動量守恆定律
$m_1\times v_1=m_2\times v_2$
或 $3\times v_1=0.03\times 100$
或 $v_1=\frac{3}{3}$
或 $v=1\ m/s$
因此,槍以 $1\ m/s$ 的速度後坐
(ii) 初始速度 $u=0$
最終速度 $v=1\ m/s$
時間 $t=0.003\ s$
因此,加速度 $a=\frac{v-u}{t}$
或 $a=\frac{1-0}{0.003}$
或 $a=\frac{1000}{3}\ m/s^2$
因此,力 $F=ma$ [牛頓第二運動定律]
或 $F=3\ kg\times\frac{1000}{3}\ m/s^2$
或 $F=1000\ N$
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