Дано, что масса газов, выпущенных из ракеты, при старте с поверхности земли, составляет 20% от первоначальной массы

Содержание: Скорость ракеты относительно земли

Пояснение: Для решения данной задачи нам понадобится закон сохранения импульса. По этому закону общий импульс системы до и после выброса газов должен оставаться неизменным.

Импульс ракеты до выброса газов равен произведению ее массы на скорость:
p1 = m1 * v1,

где p1 - импульс, m1 - масса ракеты перед выбросом газов, v1 - скорость ракеты перед выбросом газов.

Импульс газов после выброса равен произведению их массы на их скорость:
p2 = m2 * v2,

где p2 - импульс, m2 - масса газов после выброса, v2 - скорость газов после выброса.

По закону сохранения импульса:
p1 = p2.

Так как масса газов составляет 20% от первоначальной массы ракеты, то m2 = 0.2 * m1.

Также дано, что скорость выброса газов равна 1 км/с, то есть v2 = 1000 м/с.

Подставляя известные значения в уравнение сохранения импульса, получаем:
m1 * v1 = 0.2 * m1 * 1000.

Разделяя обе части уравнения на m1 и решая относительно v1, получаем:
v1 = 0.2 * 1000.

Таким образом, скорость ракеты относительно земли, когда газы выпущены, равна 200 м/с.

Дополнительный материал: Дано, что масса ракеты перед выбросом газов составляет 1000 кг. Найти скорость ракеты относительно земли после выброса газов.

Решение:
m1 * v1 = 0.2 * m1 * 1000,
v1 = 0.2 * 1000,
v1 = 200 м/с.

Совет: Для лучшего понимания и применения закона сохранения импульса рекомендуется ознакомиться с аналогичными задачами и примерами из учебника по физике. Помимо этого, важно запомнить формулы и уметь применять их в различных ситуациях.

Дополнительное задание: Дано, что масса газов, выпущенных из ракеты, при старте с поверхности земли, составляет 30% от первоначальной массы ракеты, а скорость выброса газов равна 2 км/с. Найдите скорость ракеты относительно земли после выброса газов. (Для упрощения расчетов, примите первоначальную массу ракеты равной 5000 кг)