Question

Пушка массы M стоит на гладкой горизонтальной поверхности. Пушка выстреливает снарядом массы m под некоторым углом к горизонту. Скорость снаряда при выстреле равна v, скорость пушки u. Найти угол который составляет вектор начальной скорости снаряда с горизонтом.

Answer 1

Объяснение:

По закону сохранения импульса , пушку отталкнет с такой же силой ,как снаряд

p1 = p2 , однако есть угол a , из-за негл на пушку оказывается работа по формуле A=F×cos a × S , путь в данном случае нас не интересует ,т.к. сила оказала единовременное воздействие.

Импульс ,который был оказан на снаряд = mV , а импульс на пушку = MU × cos a

cos a = ( p / MU )

значит угол а равен обратному косинусу (альткосинус) p/MU

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать законы сохранения импульса и энергии.

При выстреле снаряд получает горизонтальную скорость от пушки, равную u, и вертикальную скорость, зависящую от угла выстрела. Обозначим эту вертикальную скорость как vy.

Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после выстрела должна быть одинакова. Импульс пушки до выстрела равен Mu, а импульс снаряда после выстрела равен m(vx, vy), где vx и vy - горизонтальная и вертикальная составляющие скорости снаряда соответственно. Поскольку пушка неподвижна после выстрела, импульс пушки после выстрела равен нулю.

Таким образом, уравнение сохранения импульса имеет вид: Mu = m(vx, vy)

Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия системы до выстрела равна полной механической энергии после выстрела. Полная механическая энергия до выстрела равна кинетической энергии пушки (1/2)Mu^2, а полная механическая энергия после выстрела равна сумме кинетической энергии снаряда и пушки: (1/2)m(vx^2 + vy^2) + (1/2)Mu^2.

Таким образом, уравнение сохранения энергии имеет вид: (1/2)Mu^2 = (1/2)m(vx^2 + vy^2) + (1/2)Mu^2

Упрощая уравнение, мы получаем: 0 = (1/2)m(vx^2 + vy^2)

Заметим, что vx = vcos(θ) и vy = vsin(θ), где θ - угол между начальной скоростью снаряда и горизонтом.

Подставив это в уравнение, получаем: 0 = (1/2)m(vcos(θ)^2 + vsin(θ)^2) 0 = (1/2)m(v^2cos(θ)^2 + v^2sin(θ)^2) 0 = (1/2)mv^2(cos(θ)^2 + sin(θ)^2) 0 = (1/2)mv^2

Из этого следует, что mv^2 = 0, что возможно только если m = 0 или v = 0.

Таким образом, снаряд не может иметь массу ноль, и скорость снаряда v не может быть нулем.

Следовательно, решение уравнения mv^2 = 0 невозможно, и у нас нет однозначного ответа на вопрос о значении угла θ.