Для решения этой задачи предположим, что пуля движется с равномерным ускорением вдоль ствола винтовки. Мы знаем начальную скорость ( V_0 = 0 \, \text{м/с} ) (поскольку пуля начинает движение из состояния покоя), конечную скорость ( V = 1500 \, \text{м/с} ), и хотим найти скорость ( V_1 ) в середине ствола.
Пусть длина ствола винтовки равна ( L ). Если мы предполагаем равномерное ускорение, то в середине ствола пуля пройдет половину расстояния, то есть ( \frac{L}{2} ).
Используем уравнение кинематики для равноускоренного движения:
[ V^2 = V_0^2 + 2aL, ]
где ( V ) — конечная скорость, ( V_0 ) — начальная скорость, ( a ) — ускорение, и ( L ) — длина ствола.
Подставим известные значения:
[ 1500^2 = 0 + 2aL. ]
Отсюда находим ускорение:
[ a = \frac{1500^2}{2L}. ]
Теперь найдем скорость ( V_1 ) в середине ствола (( \frac{L}{2} )):
[ V_1^2 = V_0^2 + 2a \cdot \frac{L}{2}. ]
Подставим выражение для ускорения:
[ V_1^2 = 0 + 2 \cdot \frac{1500^2}{2L} \cdot \frac{L}{2}. ]
Это упростится до:
[ V_1^2 = \frac{1500^2}{2}. ]
Следовательно, скорость в середине ствола:
[ V_1 = \sqrt{\frac{1500^2}{2}} = \sqrt{\frac{2250000}{2}} = \sqrt{1125000}. ]
Вычислим значение:
[ V_1 \approx 1060.66 \, \text{м/с}. ]
Таким образом, скорость пули в середине ствола составляет приблизительно ( 1060.66 \, \text{м/с} ).