1. Снаряд массой 10 кг вылетает из ствола орудия со скоростью 600 м/с. Зная, что время движения

Ответы на вопрос

Отвечает Валеев Ислам.

Определение средней силы давления пороховых газов

Дано:

Масса снаряда:

m = 10 \text{ кг}

Скорость снаряда при вылете из ствола:

v = 600 \text{ м/с}

Время движения снаряда внутри ствола:

t = 0{,}008 \text{ с}

Считаем, что начальная скорость снаряда равна нулю:

v_0 = 0

Средняя сила определяется через изменение импульса:

F_{\text{ср}} = \frac{\Delta p}{t}

Так как импульс равен:

p = mv

то изменение импульса снаряда:

\Delta p = mv - mv_0

Поскольку $v_0 = 0$ , получаем:

\Delta p = mv

Подставим значения:

\Delta p = 10 \cdot 600 = 6000 \text{ кг} \cdot \text{м/с}

Теперь найдём среднюю силу:

F_{\text{ср}} = \frac{6000}{0{,}008}

F_{\text{ср}} = 750000 \text{ Н}

Ответ:

\boxed{F_{\text{ср}} = 7{,}5 \cdot 10^5 \text{ Н}}

То есть средняя сила давления пороховых газов равна 750 кН.

Определение скорости платформы после выстрела

Дано:

Скорость платформы до выстрела:

v_0 = 9 \text{ км/ч}

Переведём в метры в секунду:

9 \text{ км/ч} = \frac{9 \cdot 1000}{3600} = 2{,}5 \text{ м/с}

Общая масса платформы с орудием и снарядом:

M = 200 \text{ т} = 200000 \text{ кг}

Масса снаряда:

m = 250 \text{ кг}

Скорость снаряда относительно платформы:

u = 800 \text{ м/с}

Выстрел произведён по направлению движения платформы.

Пусть скорость платформы после выстрела равна $V$ .

Так как скорость снаряда дана относительно платформы, то относительно земли скорость снаряда после выстрела будет:

v_{\text{сн}} = V + 800

После выстрела масса платформы с орудием без снаряда:

M - m = 200000 - 250 = 199750 \text{ кг}

Используем закон сохранения импульса.

До выстрела весь состав двигался со скоростью $2{,}5 \text{ м/с}$ , поэтому начальный импульс:

p_1 = Mv_0

p_1 = 200000 \cdot 2{,}5 = 500000 \text{ кг} \cdot \text{м/с}

После выстрела импульс состоит из импульса платформы и импульса снаряда:

p_2 = (M - m)V + m(V + 800)

Подставим значения:

500000 = 199750V + 250(V + 800)

Раскроем скобки:

500000 = 199750V + 250V + 200000

500000 = 200000V + 200000

Перенесём $200000$ в левую часть:

500000 - 200000 = 200000V

300000 = 200000V

V = \frac{300000}{200000}

V = 1{,}5 \text{ м/с}

Ответ:

\boxed{V = 1{,}5 \text{ м/с}}

Можно перевести обратно в километры в час:

1{,}5 \cdot 3{,}6 = 5{,}4 \text{ км/ч}

Итак, после выстрела платформа будет двигаться со скоростью:

\boxed{1{,}5 \text{ м/с} = 5{,}4 \text{ км/ч}}

Скорость платформы уменьшилась, потому что снаряд был выпущен вперёд, по направлению её движения, и получил большой импульс вперёд. По закону сохранения импульса платформа с орудием должна получить соответствующее уменьшение скорости.

Ответы на вопрос

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика