Question

Пуля массой 0,020 кг была выпущена из винтовки вертикально. Его скорость от скважины - 350 м / с. Решите: (а) Работа, совершаемая пулей при выходе из ствола. (b) Определите высоту, на которой пуля поднимается.

Answer 1

Дано:

m=0,020 кг

υ=350 м/с

Найти:

A=?

h=?

Решение:

А=mυ²/2=0,020×350²/2=1225 Дж=1,225кДж

h=A/mg=1225/0,020×10=6125 м=6,125 км

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения механической энергии. В данном случае, механическая энергия пули сохраняется, так как нет внешних сил, совершающих работу на пулю (за исключением силы тяжести).

(a) Работа, совершаемая пулей при выходе из ствола: Работа, совершаемая силой при движении объекта, определяется как изменение кинетической энергии объекта. Формула для работы (W) в данном случае будет выглядеть так:

W = ΔKE

Где ΔKE - изменение кинетической энергии пули.

Кинетическая энергия (KE) вычисляется по формуле:

KE = (1/2) * m * v^2

Где: m - масса пули (0,020 кг) v - скорость пули (350 м/с)

Теперь мы можем вычислить кинетическую энергию пули при выходе из ствола:

KE = (1/2) * 0,020 кг * (350 м/с)^2 = 0,5 * 0,020 кг * 122500 м^2/с^2 = 1225 Дж

Таким образом, работа, совершаемая пулей при выходе из ствола, составляет 1225 Дж (джоулей).

(b) Определение высоты, на которой пуля поднимается: Зная, что работа, совершаемая силой тяжести при подъеме пули на высоту h, равна изменению потенциальной энергии, мы можем использовать следующее уравнение:

W = ΔPE

Где W - работа, ΔPE - изменение потенциальной энергии, m - масса пули, g - ускорение свободного падения (приближенно равное 9,8 м/с^2), h - высота.

Так как работа, совершаемая силой тяжести, равна массе пули умноженной на ускорение свободного падения умноженное на высоту (W = m * g * h), мы можем переписать уравнение следующим образом:

m * g * h = ΔPE

Теперь мы можем найти высоту h:

h = ΔPE / (m * g)

h = 1225 Дж / (0,020 кг * 9,8 м/с^2) ≈ 625 м

Высота, на которой пуля поднимается, составляет приближенно 625 метров.