추진력 보존: 문제 해결

50kg의 고정식 대포를 생각해 보십시오. 초당 5 미터의 속도로 이동하는 대포에서 400 킬로그램의 질량 포탄이 발사됩니다. 마찰력을 무시하고 발사 후 대포의 속도는 어떻게 될까요?

포탄의 질량과 속도, 대포의 질량은 알려진 양입니다. 대포의 속도는 알 수 없는 양입니다. 마찰력을 무시하면 대포와 포탄은 닫힌 시스템을 형성합니다.

양의 x축은 속도 벡터를 정의하기 위해 샷 방향으로 가정합니다. 대포와 포탄이 고정되어 있기 때문에 상호 작용 전의 운동량은 0입니다.

포탄을 발사한 후 최종 운동량은 대포의 운동량과 포탄의 운동량의 합과 같습니다.

마지막으로, 상호 작용 전후의 운동량을 동일시하여 알 수 없는 양을 얻습니다. 여기서 발사 후 대포의 속도는 방정식에서 알려진 양을 대체하여 해결되며 초당 마이너스 40미터로 나옵니다.

음수 기호는 대포가 발사 방향과 반대 방향으로 반동한다는 것을 나타냅니다.