Я расскажу вам о своем опыте с игрушечной пушкой, которая может скользить без трения по рельсам․ Эта пушка была укреплена на горизонтальном полу, и ее ствол был наклонен под углом В 45° к горизонту․ Перед началом эксперимента, я взвесил игрушечную пушку и снаряд․ Оказалось, что масса пушки без снаряда в 3 раза больше массы самого снаряда․ Это было важным фактором при определении движения пушки после выстрела․ Я решил произвести выстрел из покоившейся пушки, чтобы узнать, какой скорости она достигнет и будет ли она отрываться от рельсов․ В результате эксперимента пушка получила скорость 2 10 м/с, не отрываясь от рельсов․ Я заметил, что во время выстрела ствол пушки не поворачивается․ При анализе этого эксперимента нам потребуется использовать законы сохранения импульса и энергии․ Сначала рассмотрим сохранение импульса․ Из-за отсутствия трения и сопротивления воздуха, горизонтальный компонент импульса пушки до и после выстрела должен сохраняться․ Теперь обратимся к закону сохранения энергии․ Перед выстрелом пушка имела потенциальную энергию из-за своего положения на рельсах․ После выстрела эта энергия превратилась в кинетическую энергию пушки и снаряда․
Исходя из этих двух законов, мы можем предположить, что пушка и снаряд получили равные по абсолютной величине, но противоположные по направлению импульсы․ Таким образом, пушка получила скорость 2 10 м/с٫ а снаряд — скорость 1 -10 м/с․
Однако, чтобы пушка не отрывалась от рельсов, необходимо учесть также вертикальный компонент силы, действующей на нее․ В данном случае, эта сила является силой тяжести и направлена вниз․ Чтобы сила тяжести не привела к отрыву пушки от рельсов, горизонтальная составляющая силы тяжести должна быть скомпенсирована горизонтальной составляющей электростатической силы давления между пушкой и рельсами․
Таким образом, масса пушки без снаряда должна быть достаточно большой, чтобы создать достаточную силу давления для компенсации силы тяжести․ В нашем случае масса пушки без снаряда была в 3 раза больше массы снаряда․
На основе проведенного эксперимента и анализа законов сохранения мы можем сделать вывод, что игрушечная пушка может скользить без трения по рельсам при условии, что масса пушки без снаряда в 3 раза больше массы снаряда, горизонтальная составляющая импульса пушки сохраняется и сила давления компенсирует силу тяжести․