По закону сохранения импульса:
500 м/с * 0,03 кг = (0,03 кг + 5 кг) * V₃
15 (кг*м)/с = 5,03 * V₃
V₃ ≈ 2,98 м/с
Следовательно ящик с песком приобретет скорость равную 2,98 м/с
Находим кинетическую энергию ящика: (5,03 кг * 2,98^2)/2 ≈ 22,4 Дж
Эту энергию ящик превратит в потенциальную, поднявшись на некоторую высоту h:
22,4 = 5*10*h
h = 0,448 м
Если нарисовать, как будет двигаться ящик, то очевидно, что можно построить прямоугольный треугольник. Тогда прилежащий к углу α катет равен 1 м - 0,448 м = 0,552 м
Гипотенуза равна 1 м
Тогда, найдя косинус угла α найдем и сам угол α:
cos α = 0,552/1 = 0,552 что соответствует углу в ≈56°