Вопрос задан 17.02.2025 в 06:59. Предмет Физика. Спрашивает Балакина Пелагея.

Снаряд выпущен из пушки вертикально вверх со скоростью 400 м/с. В наивысшей точке подъёма он разорвался на два осколка, причём оба осколка упали вблизи точки выстрела. Первый упал со скоростью, в 2 раза большей начальной, а второй — через 80 с после разрыва. Определите отношение масс осколков . Решите пожалуйста быстрее

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Пермякова Евангелина.

Для решения задачи используем законы сохранения импульса и кинематики.


1. Определим время подъёма снаряда до наивысшей точки:

Снаряд выпущен вертикально вверх со скоростью v0=400м/сv_0 = 400 \, \text{м/с}. В наивысшей точке подъёма его скорость становится равной нулю, и его движение определяется ускорением свободного падения g=9,8м/с2g = 9,8 \, \text{м/с}^2.

Время подъёма:

tподъёма=v0g=4009,840,82с.t_{\text{подъёма}} = \frac{v_0}{g} = \frac{400}{9,8} \approx 40,82 \, \text{с}.

2. Высота подъёма снаряда:

Высота, на которую поднимется снаряд:

h=v0tподъёма12gtподъёма2=40040,82129,8(40,82)2.h = v_0 t_{\text{подъёма}} - \frac{1}{2} g t_{\text{подъёма}}^2 = 400 \cdot 40,82 - \frac{1}{2} \cdot 9,8 \cdot (40,82)^2.

Упростим:

h163288174,68153,4м.h \approx 16328 - 8174,6 \approx 8153,4 \, \text{м}.

3. Разрыв снаряда:

В наивысшей точке снаряд разрывается на два осколка, которые падают вблизи точки выстрела. В системе центра масс суммарный импульс двух осколков должен остаться нулевым (по закону сохранения импульса). Пусть масса первого осколка m1m_1, а второго m2m_2.

Импульсы осколков после разрыва:

  • Первый осколок движется вниз со скоростью v1=2v0=800м/сv_1 = 2v_0 = 800 \, \text{м/с}.
  • Второй осколок падает спустя t2=80сt_2 = 80 \, \text{с} после разрыва.

4. Найдём скорость второго осколка:

Время полного падения второго осколка после разрыва равно t2=80сt_2 = 80 \, \text{с}. Он падает с высоты h=8153,4мh = 8153,4 \, \text{м}. Его скорость определяется уравнением кинематики:

h=v2t212gt22.h = v_2 t_2 - \frac{1}{2} g t_2^2.

Подставим:

8153,4=v280129,8(80)2.8153,4 = v_2 \cdot 80 - \frac{1}{2} \cdot 9,8 \cdot (80)^2.

Рассчитаем второй член:

129,86400=31360.\frac{1}{2} \cdot 9,8 \cdot 6400 = 31360.

Уравнение принимает вид:

8153,4=80v231360.8153,4 = 80v_2 - 31360.

Отсюда:

80v2=8153,4+31360=39513,4.80v_2 = 8153,4 + 31360 = 39513,4. v2=39513,480493,92м/с.v_2 = \frac{39513,4}{80} \approx 493,92 \, \text{м/с}.

5. Закон сохранения импульса:

Суммарный импульс осколков в момент разрыва равен нулю:

m1v1=m2v2.m_1 v_1 = m_2 v_2.

Подставим известные значения:

m1800=m2493,92.m_1 \cdot 800 = m_2 \cdot 493,92.

Отношение масс:

m1m2=493,928000,617.\frac{m_1}{m_2} = \frac{493,92}{800} \approx 0,617.

Ответ:

Отношение масс осколков:

m1m20,617.\frac{m_1}{m_2} \approx 0,617.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос