Ракета массой 348 кг стартовала с начальной скоростью 22 м/с. Определи массу мгновенно выброшенных газов, если их скорость при старте ракеты была равна 18 м/с. (ответ вырази в тоннах с точностью до целых.) Шаг 1. Поскольку до старта ракеты она находилась в состоянии покоя, то импульс системы «ракета — газы» до старта был равен:
p0 =
кг·м/с.
Шаг 2. Обозначив начальную скорость ракеты после старта v1, вычисли импульс ракеты после старта по формуле:
p1=m1⋅v1;
p1 =
кг·м/с.
Шаг 3. Обозначив массу газов после старта m2, составь выражение для вычисления импульса газов после старта согласно формуле импульса:
p=m⋅v;
p2=
⋅m2.
Шаг 4. Учитывая, что после старта ракета и газы движутся в противоположные стороны, составь выражение для вычисления суммарного импульса системы «ракета — газы» после старта:
p′=p1
p2;
p′=
m2.
Шаг 5. Поскольку система «ракета — газы» — замкнутая, то для неё выполняется закон сохранения импульса:
p0=p′.
Согласно данному равенству запиши закон сохранения импульса для данной системы:
=
m2.
Шаг 6. Реши получившееся уравнение относительно m2, ответ переведи в тонны и округли до целых:
m2 =
т.
Объяснение:
Дано:
m₁ = 348 кг
V₁ = 22 м/с
V₂ = 18 м/с
m₂ - ?
Шаг 1. Поскольку до старта ракеты она находилась в состоянии покоя, то импульс системы «ракета — газы» до старта был равен:
p₀ = 0 кг·м/с.
Шаг 2. Обозначив начальную скорость ракеты после старта V₁, вычисли импульс ракеты после старта по формуле:
p₁ = m₁⋅V₁;
p₁ = 348·22 = 7656 кг·м/с.
Шаг 3. Обозначив массу газов после старта m₂, составь выражение для вычисления импульса газов после старта согласно формуле импульса:
p₂ =m₂⋅V₂;
p₂ = 18·m₂
Шаг 4. Учитывая, что после старта ракета и газы движутся в противоположные стороны, составь выражение для вычисления суммарного импульса системы «ракета — газы» после старта:
p′ = p₁ - p₂ = 7656 - 18·m₂
Шаг 5. Поскольку система «ракета — газы» — замкнутая, то для неё выполняется закон сохранения импульса:
p₀ = p′.
Согласно данному равенству запиши закон сохранения импульса для данной системы:
0 = 7656 - 18·m₂
Шаг 6. Реши получившееся уравнение относительно m₂, ответ переведи в тонны и округли до целых:
m₂ = 7656 / 18 ≈ 425 кг ≈ 0,4 т