Домашние задания: Другие предметы

Очень интересная задачка для тех, кто смыслит в физике))

Начальная скорость снаряда, выпущенного из пушки вертикально вверх, равна 500 м/с. В точке максимального подъема снаряд разорвался на два осколка. Первый упал на землю вблизи точки выстрела, имея скорость в два раза больше начальной скорости снаряда, а второй - в этом же месте через сто секунд после разрыва. Чему равно отношение массы первого осколка к массе второго?
задача на законы сохранения и на уравнение движения
пусть искомое отношение равно x, а масса второго осколка m, тогда масса первого xm, а масса снаряда M=xm+m=m(x+1)
чтобы найти высоту точки разрыва используем закон сохранения энергии
M v^2 / 2 = M gh, отсюда h=v^2 / (2g)
Чтобы определить скорость второго осколка u сразу после разрыва, запишем его уравнение движения начиная отсчет времени с момента разрыва:
y=h+u t - g t^2 / 2
в момент падения y=0, а время известно (100 с)
h+u t - g t^2 / 2 = 0, отсюда u t = g t^2 / 2 - h, u = g t /2 - h / t = g t / 2 - v^2/(2 g t)
чтобы определить скорость первого осколка w сразу после разрыва, запишем закон сохранения энергии для него от момента разрыва до момента падения на землю
xm g h + xm w^2 / 2 = xm (2v)^2 / 2, отсюда w^2 = (2v)^2 - 2 g h=4 v^2 - 2 g v^2/(2g)=
=4 v^2 - v^2 = 3 v^2, w = v корень (3)
Чтобы найти x запишем закон сохранения импульса при разрыве
m |u| = xm w (так как импульс снаряда перед разрывом был равен нулю)
x = |u|/w
По моим подсчетам получается примерно 0,419
Davran Alikulov
Davran Alikulov
22 753
Лучший ответ