Летящая горизонтально пластилиновая пуля массой 9 г попадает в неподвижно висящий на нити длиной 40 см груз массой 81 г, в результате чего груз с прилипшей к нему пулей начина- ет совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом a= 60°. Какова скорость пули перед попаданием в груз?

Начальный импульс летящей пули (непосредственно перед столкновением) равен , где - скорость пули перед попаданием в груз. После этого пуля прилипает к грузу на нити длиной 40 см и массой и сообщает ему импульс , то есть можно записать равенство

.

Вся сообщенная кинетическая энергия отклоняет маятник на 60 градусов и в крайней точке она полностью переходит в потенциальную энергию, равную

,

где метра – максимальная высота отклонения маятника. То есть можно записать равенство

,

откуда

.

Подставляя числовые значения, получаем:

м/с.

ответ: 20.