Ответ:

Для вирішення цієї задачі можна використовувати закони збереження імпульсу і кінетичної енергії. Почнемо з розрахунку початкової швидкості бруска перед ударом кулі.

Спочатку знайдемо імпульс кулі перед ударом, використовуючи закон збереження імпульсу:

I₁ (куля) = m₁ * v₁

де

m₁ - маса кулі = 10 г = 0.01 кг

v₁ - початкова швидкість кулі = 400 м/с

I₁ (куля) = 0.01 кг * 400 м/с = 4 кг м/с

Після удару, імпульс кулі передається бруску, і ми можемо використовувати закон збереження імпульсу для бруска після удару:

I₂ (брусок) = I₁ (куля)

де I₂ - імпульс бруска після удару

Тепер знайдемо кінетичну енергію кулі перед ударом:

E₁ (куля) = (1/2) * m₁ * v₁^2

E₁ (куля) = (1/2) * 0.01 кг * (400 м/с)^2 = 80 Дж

Ця енергія передається бруску після удару, тобто енергія бруска після удару дорівнює 80 Дж.

Тепер знайдемо швидкість бруска після удару, використовуючи кінетичну енергію імпульс:

E₂ (брусок) = (1/2) * m₂ * v₂^2

де

m₂ - маса бруска = 3 кг

v₂ - швидкість бруска після удару (що ми шукаємо)

80 Дж = (1/2) * 3 кг * v₂^2

160 Дж = 3 кг * v₂^2

Тепер знайдемо швидкість бруска (v₂):

v₂^2 = 160 Дж / 3 кг

v₂^2 = 53.33 м^2/с^2

v₂ = √(53.33 м^2/с^2) ≈ 7.29 м/с

Отже, швидкість бруска після вильоту кулі становить приблизно 7.29 м/с.