Ответ:
Пусть масса снаряда равна m, а его скорость до разрыва — v. Массы осколков одинаковы и равны m/2. Направление движения снаряда примем за положительное.
Во время короткого взрыва импульсом внешних сил можно пренебречь: система «снаряд и осколки» практически замкнута. Поэтому сохраняется импульс:
mv = (m/2) · 900 − (m/2) · 100, откуда v = 400 м/с.
Начальная кинетическая энергия снаряда:
Eнач = mv2/2 = 80 000m Дж.
Суммарная кинетическая энергия осколков после взрыва:
Eкон = (m/4)(9002 + 1002) = 205 000m Дж.
По условию кинетическая энергия увеличилась на 600 кДж = 600 000 Дж:
Eкон − Eнач = 600 000,
125 000m = 600 000, поэтому m = 4,8 кг.
Закон сохранения кинетической энергии здесь неприменим: часть внутренней энергии взрыва перешла в кинетическую энергию осколков. Используется указанное в условии увеличение кинетической энергии.
Ответ: 4,8 кг.
