Какова сила давления пороховых газов, если снаряд массой 1 кг вылетает горизонтально со скоростью 800 м/с из ствола

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс - это произведение массы тела на его скорость. Импульс до вылета снаряда будет равен импульсу после вылета.

Сначала найдем импульс снаряда перед вылетом из ствола. Импульс \(p\) снаряда равен произведению его массы \(m\) на его скорость \(v\):

\[p = m \cdot v\]

Масса снаряда \(m\) равна 1 кг, а скорость \(v\) равна 800 м/с. Таким образом, импульс до вылета равен:

\[p = 1 \, \text{кг} \cdot 800 \, \text{м/с} = 800 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]

Следующим шагом найдем импульс снаряда после вылета из ствола. Так как снаряд вылетает горизонтально, его вертикальная скорость равна нулю. Значит, изменение импульса снаряда происходит только по горизонтали. Обратим внимание, что при вылете снаряд приобретает горизонтальную скорость, но он не подвергается вертикальной силе.

По формуле расстояния \(s = v \cdot t\) найдем время \(t\), за которое снаряд пролетит расстояние ствола:

\[4 \, \text{м} = 800 \, \text{м/с} \cdot t\]

\[t = \frac{4 \, \text{м}}{800 \, \text{м/с}} = 0.005 \, \text{с}\]

Теперь мы можем вычислить изменение импульса снаряда по горизонтали. Так как сила давления пороховых газов действует горизонтально и приводит к изменению импульса снаряда, используем следующую формулу:

\[F \cdot t = \Delta p\]

где \(F\) - сила давления пороховых газов, \(t\) - время действия этой силы, \(\Delta p\) - изменение импульса снаряда.

Подставляем известные значения:

\[F \cdot 0.005 \, \text{с} = 800 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} - 0 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]

\[0.005F = 800 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]

Теперь найдем силу давления пороховых газов:

\[F = \frac{800 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{0.005 \, \text{с}} = 160000 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила давления пороховых газов равна 160000 Н.