Школьник проводит опыты с пружинным пистолетом. Он заряжает в пистолет стальной шарик и стреляет им, измеряя зависимость модуля скорости шарика в момент его вылета из пистолета от величины
сжатия пружины перед выстрелом. Жесткость пружины 100 Н/м, масса шарика 20 г. После полного распрямления пружины шарик сразу же вылетает из ствола пистолета. Полученные школьником результаты приведены в таблице.
| 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | |
| 0,632 | 1,342 | 2,050 | 2,757 | 3,464 | 4,171 | 4,879 | 5,586 |
Выберите все верные утверждения о результатах этих опытов на основании данных, содержащихся в таблице.
1. Для того чтобы сжать пружину пистолета на максимальную величину 8 см, необходимо приложить минимальную силу 6 Н.
2. Если начальное сжатие пружины равно 5 см, то модуль импульса шарика в момент вылета из пистолета превышает 0,05 кг · м/с.
3. Модуль скорости шарика прямо пропорционален величине
сжатия пружины.
4. Трение пружины и шарика о ствол пистолета отсутствует.
5. Если начальное сжатие пружины равно 3 см, то в процессе выстрела выделяется количество теплоты примерно 3 мДж.
1. Неверно. По закону Гука:
2. Верно. Если начальное сжатие пружины равно 5 см, то скорость шарика равна 3,464 м/с.
При этом модуль импульса шарика в момент вылета из пистолета равен:
то есть превышает 0,05 кг · м/с.
3. Неверно. При возрастании величины сжатия пружины
4. Неверно. Так как отношение не является постоянной величиной, то полная энергия системы «пистолет-шарик» не сохраняется. Следовательно, действует сила трения.
5. Верно. В тепло по закону сохранения энергии переходит:
Ответ: 25.

