Какова масса снаряда, если он производится из безоткатного орудия, установленного на неподвижной железнодорожной
Какова масса снаряда, если он производится из безоткатного орудия, установленного на неподвижной железнодорожной платформе массой 20т и выстрел осуществляется вдоль рельсов под углом 30° к горизонту? После выстрела платформа приобретает скорость 2,1м/с, а скорость снаряда при выстреле составляет 1,4 км/с.
17.11.2023 18:43
Инструкция:
Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и момента импульса.
Сначала найдем массу снаряда. Используем закон сохранения импульса для системы снаряд-платформа до и после выстрела:
Перед выстрелом, сумма импульсов снаряда и платформы равна нулю, так как система покоится:
m₁v₁ + m₂v₂ = 0
После выстрела импульс платформы равен нулю, так как платформа уходит в противоположном направлении. Таким образом, у нас остается только импульс снаряда:
m₁v₁" = -m₂v₂"
где m₁ - масса снаряда, v₁ - скорость снаряда до выстрела, m₂ - масса платформы, v₂ - скорость платформы до выстрела, v₁" - скорость снаряда после выстрела, v₂" - скорость платформы после выстрела.
Затем мы используем закон сохранения момента импульса. Момент импульса - это произведение массы на скорость вращения. Так как платформа вращается только перед выстрелом, сумма моментов импульса снаряда и платформы должна быть равна нулю. Используя значения массы платформы и ее скорости перед выстрелом, мы можем найти ее момент импульса.
Когда мы решаем уравнения для импульса и момента импульса, мы можем найти значение массы снаряда.
Демонстрация:
Для данной задачи мы можем использовать следующие значения:
m₂ = 20 т (20000 кг)
v₂ = 0 м/с
v₁" = 1.4 км/с = 1400 м/с
Подставляя эти значения в уравнение:
m₁ * v₁" = -m₂ * v₂"
m₁ * 1400 м/с = -20000 кг * 0 м/с
Решая уравнение, находим массу снаряда m₁:
m₁ = (-20000 кг * 0 м/с) / 1400 м/с
Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, полезно изучить законы сохранения импульса и момента импульса. Обратите внимание на то, какие переменные влияют на решение задачи и как они взаимодействуют друг с другом. Также, убедитесь, что вы четко понимаете значения и единицы измерения скорости и массы, которые предоставлены в задаче.
Задача для проверки:
Для платформы массой 30 т и скоростью 2,5 м/с после выстрела, масса снаряда составляет 500 кг. Найдите скорость снаряда после выстрела.