Объясните, почему при выстреле приклад винтовки надо плотно прижимать к плечу. Почему при выстреле снаряд и орудие приобретают разные скорости? Скорость какого тела больше? Могут ли практически скорость снаряда и скорость отката ствола орудия быть равными? Почему?

Для понимания вопроса о том, почему приклад винтовки при выстреле нужно плотно прижимать к плечу, а также почему снаряд и орудие приобретают разные скорости, важно обратиться к основам физики, а именно к закону сохранения импульса и второму закону Ньютона.

1. Закон сохранения импульса.
Импульс — это мера движения тела, определяемая как произведение массы тела на его скорость. Закон сохранения импульса гласит, что в изолированной системе (то есть системе, на которую не действуют внешние силы) суммарный импульс всех тел в системе остаётся неизменным.

При выстреле из винтовки или артиллерийского орудия мы имеем систему, состоящую из снаряда (пули, ядра) и самого оружия. До выстрела оба тела находятся в покое, следовательно, их суммарный импульс равен нулю. Когда происходит выстрел, снаряд приобретает движение вперёд, а оружие (винтовка или ствол орудия) — движение в обратном направлении (откат).

Так как внешние силы, действующие на систему, можно пренебречь в момент выстрела, закон сохранения импульса позволяет записать равенство:

$$ m_{\text{оружия}} \cdot v_{\text{оружия}} + m_{\text{снаряда}} \cdot v_{\text{снаряда}} = 0 $$

где:
− $ m_{\text{оружия}} $ — масса оружия,
− $ v_{\text{оружия}} $ — скорость оружия (откат),
− $ m_{\text{снаряда}} $ — масса снаряда,
− $ v_{\text{снаряда}} $ — скорость снаряда.

Из этого уравнения видно, что скорости орудия и снаряда зависят от их масс. Если масса оружия значительно больше массы снаряда, то скорость его отката будет намного меньше скорости снаряда.

2. Разные скорости орудия и снаряда.
Снаряд имеет маленькую массу по сравнению с массой оружия. Согласно закону сохранения импульса, произведение массы на скорость для обоих объектов должно быть одинаковым, но поскольку масса оружия больше, его скорость отката будет меньше.

Пример:
Если масса оружия $ m_{\text{оружия}} $ в десятки или сотни раз превышает массу снаряда $ m_{\text{снаряда}} $, то скорость снаряда $ v_{\text{снаряда}} $ будет намного больше скорости отката $ v_{\text{оружия}} $. Таким образом, скорость снаряда практически всегда оказывается больше скорости отката оружия.

3. Могут ли скорости быть равны?
На практике скорости снаряда и оружия не могут быть равными, потому что это противоречило бы закону сохранения импульса. Если массы оружия и снаряда равны, то их скорости могли бы быть равными по модулю, но в реальности масса оружия всегда намного больше массы снаряда.

4. Прижимание приклада к плечу.
Когда происходит выстрел, оружие из−за реакции отдачи (отката) движется назад. Отдача создаёт силу, действующую на плечо стрелка через приклад. Если приклад не прижать плотно к плечу, сила отдачи будет действовать на небольшой площади, что вызовет болезненные ощущения и может травмировать стрелка.

При плотном прижании приклада к плечу площадь контакта увеличивается, а сила распределяется на большую область, что делает отдачу менее ощутимой. Таким образом, плотно прижать приклад — это способ уменьшить давление на тело стрелка и избежать травм.

5. Итог.
− Скорость снаряда больше скорости отката оружия из−за разницы в массах.
− Скорости снаряда и оружия практически не могут быть равными ввиду принципа сохранения импульса.
− Прижание приклада к плечу уменьшает вредное воздействие отдачи на стрелка.

Эти принципы основаны на законах механики и применимы ко всем системам, в которых происходит взаимодействие по типу "выстрел".