Question

Помогите с ргр по физике пожалуйста На железнодорожной платформе массой М 1 = 16000 кг установлена пушка массой М2 = 3000 кг, ствол которой направлено относительно горизонта под углом α = 60 °. Определить скорость снаряда, масса которого т = 50 кг, если при выстреле платформа откатится назад на расстояние l = 3 м за время t = 6 c.

Answer 1

0 = M * V - m * v * cos a, где v - скорость заряда

M - все вместе на платформе

v = M * V / (m * cos a) = 760 (м/с)

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законами сохранения импульса и энергии.

Импульс системы до выстрела равен нулю, так как платформа и пушка находятся в покое. После выстрела, импульс системы должен оставаться равным нулю, поскольку внешние силы не действуют на систему платформа-пушка.

Импульс платформы-пушки после выстрела: m1 * v1 - m2 * v2 = 0

где m1 - масса платформы (16000 кг), v1 - скорость платформы после выстрела, m2 - масса пушки (3000 кг), v2 - скорость пушки после выстрела.

Также, с помощью закона сохранения энергии, можем записать:

(Eк + Eпк)нач = (Eк + Eпк)кон

где Eк - кинетическая энергия, Eпк - потенциальная энергия, нач - до выстрела, кон - после выстрела.

(Eк)нач = 0, т.к. система находится в покое до выстрела.

(Eпк)нач = m1 * g * h, где g - ускорение свободного падения, h - высота платформы над поверхностью Земли.

(Eк)кон = (m1 + m2) * v1^2 / 2, т.к. после выстрела платформа и пушка движутся с общей скоростью v1.

(Eпк)кон = 0, так как платформа и пушка не имеют потенциальную энергию после выстрела.

Приравниваем начальную и конечную энергии:

m1 * g * h = (m1 + m2) * v1^2 / 2

Разрешим данное уравнение относительно v1:

v1^2 = (2 * m1 * g * h) / (m1 + m2)

v1 = sqrt((2 * m1 * g * h) / (m1 + m2))

Теперь, зная v1, можно определить скорость снаряда после выстрела. Так как снаряд покидает пушку под углом α, то его горизонтальная скорость равна v1 * cos(α), а вертикальная - v1 * sin(α). Однако, для определения горизонтальной скорости снаряда, необходимо знать время t, в течение которого платформа откатывается назад на расстояние l.

Следовательно, скорость снаряда:

v = l / t = 3 м / 6 с = 0.5 м/с

Таким образом, скорость снаряда составляет 0.5 м/с.