Дано:
m₁ = 20 г = 0,020 кг
m₂ = 100 г = 0,100 кг
L=1 м
-----------
V₁-?
Импульс пули до удара:
p₁=m₁*V
Импульс шара с застрявшей в нем пулей:
p₂ = (m₁+m₂)*U (здесь U - скорость шара с пулей)
По закону сохранения импульса:
p₂=p₁
(m₁+m₂)*U=m₁*V
Отсюда
U = m₁*V/(m₁+m₂)
Для удобства найдем U
U = 0,020/(0,020+0,100)*V ≈ 0,17*V
Кинетическая энергия шара c застрявшей пулей:
Ek = (m₁+m₂)*U² /2
Потенциальная энергия (чтобы совершить оборот, шар должен подняться на высоту, равную двойной длине стержня):
Ep = (m₁+m₂)*g*2L
По закону сохранения энергии:
Ek=Ep
U²/2 = 2*g*L
U² = 4*g*L
U=√(4*g*L) = √(4*10*1) ≈ 6,62 м/с
Приравниваем U:
0,17*V=6,62
V ≈ 39 м/с (наверное, стреляли из "воздушки"...)
Ответ: скорость пули 39 м/с