一支質量為3kg的步槍發射一顆質量為0.03kg的子彈。子彈以100m/s的速度離開槍管。如果子彈穿過槍管需要0.003s,計算步槍由於後坐力而受到的力。
一支質量為3kg的步槍發射一顆質量為0.03kg的子彈。子彈以100m/s的速度離開槍管。如果子彈穿過槍管需要0.003s,計算步槍由於後坐力而受到的力。
解答
步槍的質量,m₂ = 3 kg
子彈的質量,m₁ = 0.03 kg
子彈的速度,v₁ = 100 m/s
子彈穿過槍管所需時間,t = 0.003 s
所以,
步槍的初速度,u₂ = 0 m/s。
子彈的初速度,u₁ = 0 m/s。
子彈的末速度,v₁ = 100 m/s。
步槍的末速度 = v₂ m/s。
現在,我們知道根據動量守恆定律,
m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂
所以,
(0.03 x 0) + (3 x 0) = (0.03 x 100) + (3 x v₂)
0 = 3 + 3.v₂
v₂ = -1 m/s
因此,步槍的加速度由下式給出:
a = (v - u)/t = -1 - 0/0.003 = -333.33 m/s^2
所以,
因此,步槍所受的力由下式給出
F = m.a
F = 3 x (-333.33)
F ≈ 1000 牛頓
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