Три вопроса. 1) Под каким углом к горизонту был брошен шарик со скоростью 14 м/с? Во сколько раз модуль импульса шарика

Три вопроса. 1) Под каким углом к горизонту был брошен шарик со скоростью 14 м/с? Во сколько раз модуль импульса шарика при броске больше модуля импульса шарика в верхней точке траектории? Ответ округлите до тысячных. 2) Как изменится относительно первоначального модуль импульса лодки, если ее масса увеличится в 8,9 раз, а скорость уменьшится в 5 раз? Ответ округлите до тысячных. 3) При реактивном ускорении двухступенчатой ракеты, движущейся относительно земли со скоростью 20 м/с, отделилась первая ступень массой 675 тонн, и она имела начальную скорость.
Жираф_411

Жираф_411

1) Чтобы найти угол броска шарика, нам понадобится знать горизонтальную и вертикальную составляющую его начальной скорости. Зная, что скорость шарика равна 14 м/с, мы можем использовать тригонометрию для нахождения этих составляющих.

Пусть \(v_x\) - горизонтальная составляющая начальной скорости, а \(v_y\) - вертикальная составляющая начальной скорости.

Мы можем найти \(v_x\) используя формулу \(v_x = v \cdot \cos(\theta)\), где \(v\) - модуль начальной скорости, а \(\theta\) - угол, под которым брошен шарик.

Аналогично, мы можем найти \(v_y\) используя формулу \(v_y = v \cdot \sin(\theta)\).

Таким образом, \(v_x = 14 \cdot \cos(\theta)\) и \(v_y = 14 \cdot \sin(\theta)\).

Для нахождения угла \(\theta\) мы можем использовать обратные тригонометрические функции. Для этой задачи нас интересует угол броска шарика, поэтому нам нужно найти \(\theta\) из выражения \(v_y = 14 \cdot \sin(\theta)\).

Так как \(v_y\) равно вертикальной составляющей начальной скорости, а \(v\) равно модулю начальной скорости, мы можем разделить оба выражения, чтобы избавиться от неизвестной величины \(v\):

\(\frac{v_y}{v} = \frac{14 \cdot \sin(\theta)}{14} = \sin(\theta)\).

Теперь мы можем использовать обратную функцию синуса, чтобы найти \(\theta\):

\(\theta = \arcsin\left(\frac{v_y}{v}\right)\).

Заменяя значениями, получаем:

\(\theta = \arcsin\left(\frac{14 \cdot \sin(\theta)}{14}\right)\).

Таким образом, мы можем найти угол броска шарика из уравнения, зная значение вертикальной составляющей его начальной скорости и модуля скорости.

Чтобы вычислить модуль импульса шарика при броске в верхней точке траектории, нам нужно знать массу шарика и его вертикальную составляющую скорости в этот момент.

К счастью, известно, что в верхней точке траектории у шарика его вертикальная составляющая скорости равна 0. Поэтому модуль импульса шарика в верхней точке равен произведению массы шарика на его вертикальную составляющую скорости.

Таким образом, модуль импульса шарика в верхней точке траектории равен \(m \cdot v_y\), где \(m\) - масса шарика, а \(v_y\) - вертикальная составляющая его начальной скорости.

2) Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса.

Первоначальный модуль импульса лодки равен произведению ее массы на ее скорость:

\(p_{\text{начальный}} = m \cdot v\),

где \(m\) - масса лодки, а \(v\) - скорость лодки.

Если масса лодки увеличивается в 8,9 раз, а скорость уменьшается в 5 раз, то новый модуль импульса лодки будет равен:

\(p_{\text{новый}} = (8,9m) \cdot \left(\frac{v}{5}\right) = \frac{8,9mv}{5}\).

Для нахождения изменения относительно первоначального модуля импульса лодки, мы вычитаем из нового модуля импульса первоначальный модуль импульса:

\(\Delta p = p_{\text{новый}} - p_{\text{начальный}} = \frac{8,9mv}{5} - mv\).

Мы можем упростить это выражение путем факторизации \(mv\):

\(\Delta p = \frac{mv}{5} \cdot (8,9 - 5)\).

Таким образом, изменение относительно первоначального модуля импульса лодки равно:

\(\Delta p = \frac{3,9mv}{5}\).

3) Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон сохранения импульса.

Известно, что при отделении первой ступени ракеты изменение импульса равно нулю (так как на систему не действуют внешние силы).

Мы можем записать уравнение сохранения импульса для этой системы:

\(p_{\text{ракета}} + p_{\text{ступень}} = 0\),

где \(p_{\text{ракета}}\) - импульс ракеты, а \(p_{\text{ступень}}\) - импульс ступени.

Мы можем выразить импульс ступени, зная ее массу (\(m_{\text{ступень}}\)) и начальную скорость (\(v_{\text{ступень}}\)):

\(p_{\text{ступень}} = m_{\text{ступень}} \cdot v_{\text{ступень}}\).

Масса первой ступени ракеты равна 675 тонн, поэтому \(m_{\text{ступень}} = 675000 \, \text{кг}\) (так как 1 тонна = 1000 кг).

Мы знаем, что скорость ракеты относительно земли составляет 20 м/с. Из этого значения мы можем выразить начальную скорость ступени.

Таким образом, \(v_{\text{ступень}} = 20 \, \text{м/с}\).

Подставляя эти значения в уравнение сохранения импульса, получаем:

\(0 + m_{\text{ступень}} \cdot v_{\text{ступень}} = 0\).

Решая это уравнение относительно импульса ступени (\(p_{\text{ступень}}\)), мы найдем:

\(p_{\text{ступень}} = -m_{\text{ступень}} \cdot v_{\text{ступень}}\).

Отрицательное значение означает, что импульс ступени направлен в противоположную сторону, чем импульс ракеты.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello