На скільки змінилась швидкість човна після пострілу під кутом 60 градусів до горизонту в напрямі руху човна, який

На скільки змінилась швидкість човна після пострілу під кутом 60 градусів до горизонту в напрямі руху човна, який має вагу 850 кг? Врахуйте, що снаряд має масу 15 кг, а швидкість його вильоту становить 1,2 км/с.
Feya

Feya

Для решения этой задачи нам понадобится законы сохранения импульса и энергии.

Сначала рассмотрим закон сохранения импульса. Импульс - это произведение массы тела на его скорость. Пусть човен движется со скоростью v1 до выстрела, а после выстрела его скорость становится v2. Импульс човна до выстрела равен импульсу човна и снаряда после выстрела. По формуле импульса p=mv имеем:

m1v1=m1v2+m2v2,

где m1 - масса човна, m2 - масса снаряда.

Теперь посмотрим на закон сохранения энергии. Кинетическая энергия - это половина произведения массы на квадрат скорости. Кинетическая энергия човна до выстрела равняется сумме кинетической энергии човна и снаряда после выстрела. По формуле кинетической энергии Ek=12mv2 получаем:

12m1v12=12m1v22+12m2v22.

Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными (скорость човна до и после выстрела). Мы можем решить эту систему уравнений.

Исключим v1 из первого уравнения, выразив его через v2:

m1v1=m1v2+m2v2,
v1=v2(1+m2m1).

Подставим это значение v1 во второе уравнение:

12m1v22=12m1v22(1+m2m1)2+12m2v22,
0=12m1v22[(1+m2m1)21]+12m2v22,
0=12m1v22[m22m12+2m2m1]+12m2v22,
0=12m2v22(m2m1+2)+12m2v22,
0=m2v22(m2m1+2+1),
0=m2v22(m2m1+3).

Поскольку m2 и v2 не могут быть нулевыми, то получаем:

m2m1+3=0,
m2m1=3.

Теперь найдем соотношение скоростей:

v1=v2(1m2m1),
v1=v2(1(3)),
v1=4v2.

Таким образом, скорость човна увеличилась в 4 раза после выстрела.

Надеюсь, это решение помогло вам понять, как изменяется скорость човна после выстрела.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello