Скорость ракетного самолета
What is the velocity of the rocket plane at the end of the first second of motion if the reaction engine of the rocket
What is the velocity of the rocket plane at the end of the first second of motion if the reaction engine of the rocket plane with an initial mass of 0.23 tons expels combustion products in the form of gas portions, each with a mass of 136 grams and a velocity of 801 m/s when leaving the engine nozzle? The engine undergoes 15 explosions per second. Please round your answer to the hundredths.
15.12.2023 23:09
Написать свой ответ:
Пояснение: Для решения этой задачи нам понадобится принцип сохранения импульса. Авиационный двигатель ракетного самолета выделяет продукты сгорания в виде порций газа массой 136 г каждая и скоростью 801 м/с при выходе из сопла двигателя. За одну секунду двигатель ракеты совершает 15 взрывов.
Чтобы определить скорость самолета в конце первой секунды движения, нам нужно учесть следующее:
- Масса каждой порции газа: 0,136 кг.
- Скорость каждой порции газа: 801 м/с.
- Количество взрывов двигателя за первую секунду: 15.
Сначала найдем общую массу газов, которую двигатель выпускает за первую секунду:
Масса одной порции газа: 0,136 кг
Количество порций газа за первую секунду: 15
Общая масса газов за первую секунду: 0,136 кг * 15 = 2,04 кг
Затем найдем общий импульс, создаваемый этими газами:
Импульс одной порции газа: масса * скорость = 0,136 кг * 801 м/с = 108,936 кг·м/c
Количество порций газа за первую секунду: 15
Общий импульс газов за первую секунду: 108,936 кг·м/c * 15 = 1634,04 кг·м/c
Наконец, найдем скорость самолета в конце первой секунды движения, используя принцип сохранения импульса:
Масса самолета: 0,23 тонны = 230 кг
Скорость самолета после первой секунды: общий импульс газов / масса самолета = 1634,04 кг·м/c / 230 кг = 7,1 м/с (округляем до сотых)
Демонстрация: Какова скорость ракетного самолета в конце первой секунды движения, если двигатель ракеты совершает 15 взрывов в секунду, а каждая порция газа имеет массу 136 г и скорость 801 м/с при выходе из сопла двигателя?
Совет: Перед решением таких задач всегда важно понять, какие законы или принципы физики необходимо применить. Принцип сохранения импульса - один из основных принципов, связанных с движением объектов. Помните, что импульс - это произведение массы и скорости, и он сохраняется в изолированной системе. Для более ясного понимания, можно визуализировать движение самолета и изображение газовых порций, вылетающих из двигателя.
Задание для закрепления: Ракетный самолет совершает 10 взрывов двигателя в секунду, при этом каждая порция газа имеет массу 150 г и скорость 900 м/с при выходе из сопла двигателя. Какова будет скорость самолета в конце первой секунды движения, если масса самолета составляет 0,3 тонны (300 кг)? (Ответ округлите до сотых)