2. Какова масса снаряда, если скорость платформы после выстрела составляет 2,1 м/с, а угол, под которым снаряд вылетает
2. Какова масса снаряда, если скорость платформы после выстрела составляет 2,1 м/с, а угол, под которым снаряд вылетает из безоткатного орудия на неподвижной железнодорожной платформе массой 20 т, равен 30° к горизонту? Известно, что скорость снаряда при выстреле составляет 1,4 км/с.
10.12.2023 00:38
Инструкция: Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и момента импульса. Поскольку нет горизонтальных сил, горизонтальная составляющая импульса системы до и после выстрела будет равна. Исходя из закона сохранения момента импульса, момент импульса системы до выстрела должен быть равен моменту импульса системы после выстрела.
Момент импульса до выстрела: L₁ = (масса снаряда) * (скорость снаряда) * sin(θ)
Момент импульса после выстрела: L₂ = (масса снаряда + масса платформы) * (скорость платформы) * sin(φ)
Поскольку L₁ равно L₂, мы можем установить равенство:
(масса снаряда) * (скорость снаряда) * sin(θ) = (масса снаряда + масса платформы) * (скорость платформы) * sin(φ)
Теперь мы можем решить эту уравнение относительно массы снаряда:
(масса снаряда) = [(масса платформы) * (скорость платформы) * sin(φ)] / [(скорость снаряда) * sin(θ)]
Пример:
Дано:
Масса платформы (m) = 20 т = 20000 кг
Скорость платформы (v₁) = 2.1 м/с
Угол (θ) = 30°
Скорость снаряда (v₂) = 1.4 км/с = 1400 м/с
Требуется вычислить массу снаряда.
Решение:
(масса снаряда) = [(20000 кг) * (2.1 м/с) * sin(30°)] / [(1400 м/с) * sin(θ)]
Совет: Чтобы лучше понять эту задачу, ознакомьтесь с основами законов сохранения импульса и момента импульса. Также важно помнить, как конвертировать единицы измерения, такие как тонны в килограммы или километры в метры.
Практика:
В платформу массой 40 т стреляют снарядом массой 2 кг со скоростью 100 м/с под углом 45° к горизонту. Какова будет скорость платформы после выстрела? (Ответ округлите до десятых метра в секунду)