Я решил провести эксперимент и опробовать на себе, как работает игрушечный пистолет с пластиковыми шариками. Я взял пистолет, зарядил его шариком массой 20 г и начал эксперимент.
Перед началом эксперимента я измерил начальное положение пружины в пистолете ⎻ она была длиной 10 см. Затем я натянул пружину до максимального уровня и прицельно направился в сторону мяча.
Опередив следствие, я могу сообщить, что значительный силовой импульс с равной и противоположной силой действует на пистолет и выполняется «закон сохранения импульса». На самом деле, шарик получил энергию от пружины, которая была уменьшена в длине.
Согласно закону сохранения энергии, работа, совершенная пистолетом, равна изменению потенциальной энергии пружины. Формула работы можно записать как W (1/2)k(x2 ⎻ x1)², где W ⎻ работа, k ⎻ жесткость пружины, x1 и x2 ⎻ начальная и измененная длины пружины соответственно.
Вычисляя работу, получается W (1/2) * 40 * (0.1)² 0.2 Дж. Полученная работа в данном случае будет равна кинетической энергии шарика⁚ W (1/2)mv², где m ⎻ масса шарика, v ⎯ его скорость.
Отсюда, можно отобразить формулу V sqrt(2W / m)٫ где V ⎻ скорость шарика. Подставив значения٫ получим V sqrt(2 * 0.2 / 20) 0;14 м/с.Таким образом٫ при выстреле игрушечного пистолета с пластиковым шариком массой 20 г и жесткостью пружины 40 Н/м٫ шарик приобретет скорость равную 0.14 м/с. Это невысокая скорость٫ но достаточная для игры в помещении.
Я должен отметить, что это значение скорости оценочно, так как в реальности могут быть другие факторы, влияющие на движение шарика. Тем не менее, данный эксперимент дал мне представление о том, как работает игрушечный пистолет с пружиной и пластиковыми шариками.