a) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
\(p_t=p_s\)
\(\Rightarrow 0,02.400=(3,98+0,02).v_s\)
\(\Rightarrow v_s=2(m/s)\)
Gọi góc lệch cực đại của bao cát là \(\alpha_0\)
Cơ năng của bao cát sau va chạm: \(W_1=\dfrac{1}{2}mv_s^2\)
Cơ năng của bao cát ở vị trí góc lệch cực đại: \(W_2=mgh=mgl(1-\cos\alpha_0)\)
Bảo toàn cơ năng ta có: \(W_1=W_2\Rightarrow \cos\alpha_0=1- \dfrac{v_s^2}{2.gl}=1- \dfrac{2^2}{2.10.1}=0,8\)
\(\Rightarrow \alpha_0=36,87^0\)
b) Lực căng dây tại vị trí thấp nhất: \(T=mg(3\cos\alpha-2\cos\alpha_0 )=4.10(3.1-2.0,8 )=56(N)\)
c) Lực căng dây lớn nhất khi vật qua vị trí thấp nhất, và bằng 56 (N) < 70 (N)
Do vậy, dây không bị đứt.