Какая скорость истечения газов, если реактивный самолет увеличивает скорость от 200 м/с до 500 м/с и теряет при этом тонну топлива, при условии, что масса самолета без топлива составляет 20 тонн?
Звезда_1921
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов в начальный и конечный моменты времени должна быть одинаковой.
Импульс определяется как произведение массы на скорость. В начальный момент времени импульс самолета состоит из его массы без топлива и скорости до увеличения скорости: \(m_1 \cdot v_1\). В конечный момент времени импульс самолета состоит из массы без топлива и скорости после увеличения скорости минус масса топлива и его скорость истечения: \(m_2 \cdot v_2 - m_{\text{топлива}} \cdot v_{\text{топлива}}\).
Нам известна начальная и конечная скорости самолета, а также его масса без топлива и масса истекшего топлива. Давайте запишем данную информацию и найдем скорость истечения газов:
Начальная скорость самолета, \(v_1 = 200 \, \text{м/с}\)
Конечная скорость самолета, \(v_2 = 500 \, \text{м/с}\)
Масса самолета без топлива, \(m_2 = 20 \, \text{т} = 20,000 \, \text{кг}\)
Масса истекшего топлива, \(m_{\text{топлива}} = 1 \, \text{т} = 1,000 \, \text{кг}\)
Теперь мы можем записать уравнение для закона сохранения импульса:
\(m_1 \cdot v_1 = m_2 \cdot v_2 - m_{\text{топлива}} \cdot v_{\text{топлива}}\)
Подставляя известные значения:
\(m_1 \cdot 200 \, \text{м/с} = 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с} - 1,000 \, \text{кг} \cdot v_{\text{топлива}}\)
Теперь найдем скорость истечения газов. Для этого перенесем все известные значения на одну сторону уравнения и решим его:
\(1,000 \, \text{кг} \cdot v_{\text{топлива}} = 200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}\)
\(v_{\text{топлива}} = \frac{200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}}{1,000 \, \text{кг}}\)
Таким образом, получаем итоговый ответ. Для рассчета скорости истечения газов, необходимо вычислить выражение \(\frac{200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}}{1,000 \, \text{кг}}\), используя известные значения.
Импульс определяется как произведение массы на скорость. В начальный момент времени импульс самолета состоит из его массы без топлива и скорости до увеличения скорости: \(m_1 \cdot v_1\). В конечный момент времени импульс самолета состоит из массы без топлива и скорости после увеличения скорости минус масса топлива и его скорость истечения: \(m_2 \cdot v_2 - m_{\text{топлива}} \cdot v_{\text{топлива}}\).
Нам известна начальная и конечная скорости самолета, а также его масса без топлива и масса истекшего топлива. Давайте запишем данную информацию и найдем скорость истечения газов:
Начальная скорость самолета, \(v_1 = 200 \, \text{м/с}\)
Конечная скорость самолета, \(v_2 = 500 \, \text{м/с}\)
Масса самолета без топлива, \(m_2 = 20 \, \text{т} = 20,000 \, \text{кг}\)
Масса истекшего топлива, \(m_{\text{топлива}} = 1 \, \text{т} = 1,000 \, \text{кг}\)
Теперь мы можем записать уравнение для закона сохранения импульса:
\(m_1 \cdot v_1 = m_2 \cdot v_2 - m_{\text{топлива}} \cdot v_{\text{топлива}}\)
Подставляя известные значения:
\(m_1 \cdot 200 \, \text{м/с} = 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с} - 1,000 \, \text{кг} \cdot v_{\text{топлива}}\)
Теперь найдем скорость истечения газов. Для этого перенесем все известные значения на одну сторону уравнения и решим его:
\(1,000 \, \text{кг} \cdot v_{\text{топлива}} = 200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}\)
\(v_{\text{топлива}} = \frac{200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}}{1,000 \, \text{кг}}\)
Таким образом, получаем итоговый ответ. Для рассчета скорости истечения газов, необходимо вычислить выражение \(\frac{200 \, \text{м/с} \cdot m_1 - 20,000 \, \text{кг} \cdot 500 \, \text{м/с}}{1,000 \, \text{кг}}\), используя известные значения.
Знаешь ответ?