Question

Ребята задача по физике. Какую скорость получит модель ракеты,если масса её оболочки равна 300 г,масса пороха в ней 100 г, а газы вырываются из сопла со скоростью 100 м/с?(Считайте истечение газа из сопла мгновенным). РЕШЕНИЕ МНЕ НУЖНО С ОБЪЯСНЕНИЕМ И С СИСТЕМОЙ ОТСЧЁТА!!! не приму без этого сорри)

Answer 1

Возьмем СИСТЕМУ ОТСЧЕТА относительно Земли.

Дано:

M = 300 г = 0,3 кг

m = 100 г = 0,01 кг

u = 100 м/c

v = ?

Решение:

1) состояние - это покой ракеты и газов.

2) Состояние - вырывающиеся газы из сопла и летящая ракета.

За малый промежуток времени значительное изменение импульса не произойдет, значит воспользуемся ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА:

(Без векторов, ось координат направлена вдоль движения ракеты вверх)

0 =  Mv - mu (газы вырываются мгновенно, значит их нет в массе взлетающей оболочки)

Mv = mu

v = (m/M) * u = (0,1 / 0,3) * 100 = (1/3) * 100 = 33,33 м/c - модели ракеты.

Ответ: скорость модели ракеты равна 33,3 м/c.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии. Мы можем рассмотреть систему отсчета, связанную с ракетой, так что перед ее запуском скорость ракеты равна нулю.

Мы можем записать закон сохранения импульса для системы ракеты и газов, вырывающихся из сопла:

m_r * v_r + m_g * v_g = (m_r + m_g) * v

где m_r - масса ракеты (без пороха), v_r - скорость ракеты, m_g - масса вырывающихся газов, v_g - скорость вырывающихся газов, v - скорость ракеты после запуска.

Мы также можем записать закон сохранения энергии для этой системы:

1/2 * m_r * v_r^2 + 1/2 * m_g * v_g^2 = 1/2 * (m_r + m_g) * v^2

где v_r и v_g - начальные скорости ракеты и вырывающихся газов, v - скорость ракеты после запуска.

Решив эти уравнения относительно v, мы получим:

v = v_g + (m_r / (m_r + m_g)) * (v_r - v_g)

v = 100 м/с + (0,3 кг / (0,3 кг + 0,1 кг)) * (0 м/с - 100 м/с)

v = 60 м/с

Таким образом, скорость ракеты после запуска будет равна 60 м/с. Обратите внимание, что мы использовали систему отсчета, связанную с ракетой, чтобы учитывать движение газов.