Question

С какой скоростью истекал газ при запуске модели космического корабля массой 200 г, если максимальная высота его подъема составила 12,8 м? При запуске модели было использовано 0,5 кг горючего, сопротивлением воздуха пренебречь.

Answer 1

Ответ:

Решение приложила

Объяснение:

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Максимальная высота подъёма модели космического корабля достигается в той точке, где его кинетическая энергия (Эк) полностью превращается в потенциальную энергию (Эп).

В начальный момент времени (запуска) космический корабль находится в состоянии покоя. Тогда его кинетическая энергия равна нулю, и вся его энергия – потенциальная.

mgh = W

где m – масса корабля, g – ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с^2), h – максимальная высота подъёма корабля, W – работа силы тяжести.

W = mgh

Подставим значения:

m = 0,2 кг h = 12,8 м g = 9,8 м/с^2

W = 0,2 * 9,8 * 12,8 = 25,088 Дж

Теперь вычислим работу, совершаемую силой тяжести:

W = F * d

где F – сила тяжести, равная весу корабля, d – расстояние, на которое был проделан путь.

F = mg d = h

W = mgh

Подставим значения:

m = 0,2 кг g = 9,8 м/с^2 h = 12,8 м

W = 0,2 * 9,8 * 12,8 = 24,832 Дж

Таким образом, работа силы тяжести и энергия, превращенная в потенциальную, равны 25,088 Дж и 24,832 Дж соответственно.

Из закона сохранения энергии следует, что разница энергий равна работе силы, совершенной над системой.

Разница энергий (потенциальную – кинетическую) находим следующим образом:

Эп - Эк = максимальной высоте подъема модели космического корабля

Так как кинетическая энергия на начальном моменте времени равна нулю, то

Эп = W

Эп - Эк = W

25,088 Дж - 0 = 24,832 Дж

Т.к. разница между потенциальной и кинетической энергией равна работе силы тяжести, то

Работа силы тяжести (F * d) = 24,832 Дж

Так как сопротивление воздуха пренебрежимо мало, то сила тяжести равна тяжесть + сила тяги.

F = m * a

Сила тяги будет равна силе, необходимой для преодоления силы тяжести и позволяющей двигаться вверх.

m * a = F + mg

a = F/m + g

F/m – это ускорение, с которым протекает движение вверх по сравнению с ускорением свободного падения.

a - ускорение в данной задаче

Таким образом,

0 = m * a + mg

m * a = - mg

a = - g

аксимумn= - 9,8 м/с^2

Таким образом, газ истекал с начальной скоростью 9,8 м/с вниз.