Введу обозначения:m_1 - масса пули, m_2 - масса шара, d - длина нити, V_2 - скорость шара после соударения, V_01 - скорость пули до соударения, V_1 - скорость пули после соударения. Найдем максимальную высоту подъема шара после соударения. . Затем найдем скорость шара после соударения: согласно закону сохранения энергии . Распишем закон сохранения импульса:. Теперь закон сохранения энергии системы:(это уравнение уже упрощенное). Дальше составляем систему из двух последних уравнений. Система выглядит во вложении(х - V_01, y-V_1). Решаем ее. x=363,93 y=357,38. Нам нужно y. Поэтому скорость пули после соударения равна 357,38 м/с. Все!
Давайте начнем немного "издалека". По первому закону Ньютона, если на тело не действуют силы, или сумма действующих на тело сил равна нулю, то тело, либо движется с постоянной скоростью, либо неподвижно. Судно, погруженное в воду, если его не загружают и не разгружают. остается неподвижным в вертикальном направлении. Отсюда можно сделать вывод, что сумма действующих на судно сил по вертикали, равна нулю. По вертикали на судно вниз действует сила тяжести (Fт) и выталкивающая сила (Fв) воды направленая вверх. Выталкивающая сила, по закону Архимеда, равна весу воды, которую вытеснило погруженное в воду тело. В нашем случае объем вытесненной воды Vв = 15000 м3. Вес этой воды Fв= Vв*p*g. Здесь р - плотность воды = 1000 кг/м3. А сила тяжести будет складываться из веса пустого судна (Fc) и веса груза (Fг). Т.е. сила тяжести Fт = Fс + Fг. Т.к. по закону Ньютона Fт = Fв, то будем иметь Fв = Fс + Fг. Отсюда Fг = Fв - Fс = Vв*p*g - Fс = 15000*1000*10 - 5000000 = 145000000 Н = 145 МН
Найдем максимальную высоту подъема шара после соударения.