Question

Первая в мире ракета имела массу 2 кг (без заряда). При взрыве заряда с ракеты выбрасывалось 200 г пороховых газов со скоростью 600 м / с. На каком расстоянии упадет ракета, если она выпущена под углом 45 ° к горизонту? дайте полный ответ, пожалуйста

Answer 1

Ответ:

.......................................... ........

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать законы физики, связанные с движением тела. Для начала, определим параметры ракеты и её движение.

1. Исходные данные:

   • Масса ракеты (без заряда), m_ракеты = 2 кг.
   • Масса выброшенных пороховых газов, m_порохов = 200 г = 0.2 кг.
   • Скорость выброса пороховых газов, v_порохов = 600 м/с.
   • Угол, под которым ракета выпущена относительно горизонта, θ = 45°.

2. Сначала определим изменение импульса ракеты при выпуске пороховых газов. Из закона сохранения импульса, мы знаем, что изменение импульса равно импульсу, который получает ракета и пороховые газы в противоположных направлениях.

   Δp = m_ракеты * Δv_ракеты = -m_порохов * v_порохов

   Где:

   • Δp - изменение импульса ракеты.
   • Δv_ракеты - изменение скорости ракеты.
   • m_ракеты - масса ракеты.
   • m_порохов - масса выброшенных пороховых газов.
   • v_порохов - скорость выброса пороховых газов.

   Δv_ракеты = - (m_порохов * v_порохов) / m_ракеты

3. Теперь определим вертикальную и горизонтальную составляющие скорости ракеты при её запуске:

   • Начальная вертикальная скорость (v_вертикальная) = 0, так как ракета не двигается вертикально в начальный момент времени.
   • Начальная горизонтальная скорость (v_горизонтальная) = начальная скорость ракеты * cos(θ), где θ - угол запуска ракеты.

   v_горизонтальная = v_начальная * cos(45°)

4. Теперь мы можем использовать законы равномерного движения для горизонтального и вертикального движения ракеты. Рассмотрим вертикальное движение:

   • Высота максимума (h_макс) ракеты будет достигнута, когда вертикальная скорость станет равной нулю.
   • Вертикальная скорость у ракеты изменяется под действием силы тяжести, поэтому можно использовать уравнение равномерного движения: v_вертикальная = v_начальная + at, где a - ускорение свободного падения (приближенно 9.81 м/с²).

   0 = v_вертикальная - 9.81 * t

   t = v_вертикальная / 9.81

   • Максимальная высота (h_макс) ракеты будет достигнута через половину времени подъема и равна:

   h_макс = 0.5 * 9.81 * (v_вертикальная / 9.81)²

   Теперь рассмотрим горизонтальное движение:

   • Горизонтальное перемещение (d) ракеты можно выразить как:

   d = v_горизонтальная * t

5. Подставим значения и рассчитаем перемещение:

   • v_горизонтальная = v_начальная * cos(45°)
   • t = v_вертикальная / 9.81
   • h_макс = 0.5 * 9.81 * (v_вертикальная / 9.81)²
   • d = v_горизонтальная * t

6. Теперь можно вычислить перемещение ракеты:

   • v_горизонтальная = (v_начальная * cos(45°))
   • t = (v_вертикальная / 9.81) = (0 / 9.81) = 0 с (так как вертикальная скорость ракеты будет равна 0 в момент максимальной высоты).
   • h_макс = 0.5 * 9.81 * ((0 / 9.81) / 2)² = 0 м

   Теперь можно вычислить горизонтальное перемещение:

   d = v_горизонтальная * t = (v_начальная * cos(45°)) * 0 = 0 м

   Таким образом, ракета не упадет на землю, так как она не двинулась в горизонтальном направлении и достигла максимальной высоты над точкой запуска.