При выстреле из винтовки пуля массой 7,9 г вылетает из ствола со скоростью 715 м/с. Определите скорость отдачи и энергию отдачи, если масса винтовки 3,8 кг.

Для решения задачи необходимо понять физические законы, которые описывают явления, связанные с движением пули и винтовки. Вот подробное теоретическое объяснение:

1. Закон сохранения импульса Основной физический принцип, применимый в данной задаче, — закон сохранения импульса. В замкнутой системе (без внешних сил) суммарный импульс до и после взаимодействия остается неизменным. В случае выстрела из винтовки система состоит из винтовки и пули. До выстрела они находятся в состоянии покоя, то есть их суммарный импульс равен нулю. После выстрела пуля движется вперед, а винтовка отдает назад, чтобы сохранить общий импульс системы равным нулю.

Формально это можно записать как:
$$ p_{\text{пуля}} + p_{\text{винтовка}} = 0 $$
где $ p_{\text{пуля}} = m_{\text{пуля}} \cdot v_{\text{пуля}} $, а $ p_{\text{винтовка}} = m_{\text{винтовка}} \cdot v_{\text{винтовка}} $.
$ m $ — масса тела, $ v $ — его скорость.

Так как импульс вектора величина, его направление также учитывается. Скорость пули направлена вперед, а скорость винтовки — назад, поэтому их импульсы имеют противоположные знаки:
$$ m_{\text{пуля}} \cdot v_{\text{пуля}} = - m_{\text{винтовка}} \cdot v_{\text{винтовка}} $$

Из этого равенства можно выразить скорость отдачи винтовки:
$$ v_{\text{винтовка}} = - \frac{m_{\text{пуля}} \cdot v_{\text{пуля}}}{m_{\text{винтовка}}} $$

1. Масштаб физических величин
   Перед использованием формулы следует обратить внимание на единицы измерения. Масса пули дана в граммах ($ г $), а массы винтовки — в килограммах ($ кг $). Чтобы соблюсти единообразие, нужно перевести массу пули в килограммы:
   $$ m_{\text{пуля}} = \frac{7,9}{1000} = 0,0079 \, \text{кг}. $$

2. Кинетическая энергия
   Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движением тела. Формула для кинетической энергии:
   $$ E = \frac{1}{2} m v^2, $$
   где $ E $ — кинетическая энергия, $ m $ — масса тела, $ v $ — его скорость.

В данной задаче необходимо найти кинетическую энергию винтовки, которая возникает вследствие движения назад (отдачи). Для этого сначала находят скорость винтовки ($ v_{\text{винтовка}} $) по закону сохранения импульса, а затем подставляют ее значение в формулу для кинетической энергии.

1. Энергия отдачи и закон сохранения энергии
   При выстреле энергия химического вещества в порохе превращается в кинетическую энергию пули и винтовки. Таким образом, кинетическая энергия винтовки, которую мы вычисляем, является частью общей энергии, выделившейся при выстреле. В реальных условиях часть энергии уходит на нагрев, трение и другие процессы, но для идеализированных расчетов такие потери не учитываются.

2. Подготовка к расчетам
   Все необходимые параметры известны:

3. Масса пули $ m_{\text{пуля}} = 0,0079 \, \text{кг} $,

4. Скорость пули $ v_{\text{пуля}} = 715 \, \text{м/с} $,

5. Масса винтовки $ m_{\text{винтовка}} = 3,8 \, \text{кг}. $

Теперь можно переходить к расчетам скорости отдачи винтовки и ее кинетической энергии, используя вышеуказанные формулы.