Задача об изменении орбиты опасной кометы. Возвращаясь из межзвездного похода, Вы – юный командор, обнаружили кометное тело на границе Облака Оорта. Приборы подсказали Вам, что комета массой 1 млн. тонн сейчас находится в афелии на расстоянии 100 тысяч астрономических единиц (а.е.) движется по сильно вытянутой орбите с перигелийным расстоянием 1 а.е. Комета может столкнуться с Землей и уничтожить крупный город, и Вы оцениваете, что можете сделать. Компьютер сообщил Вам, что чтобы предохранить Землю от столкновения на это раз и в будущем, нужно изменить орбиту кометы так, чтобы перигелийное расстояние ее орбиты стало не менее 1.1 а.е. У Вас есть один снаряд (болванка) массой 2 тонны, который вы можете выпустить в комету из корабельного рельсотрона со скоростью (относительно кометы) 10 км/с. Поскольку в астероидно-кометную опасность начальство на Земле не верило, то специальных программ в компьютере нет. Вы сами должны Ваши возможности и принять ответственное решение. А теперь во Хватит ли Вам этого ресурса для выполнения задачи. 2. В каком направлении по отношению к вектору скорости кометы нужно стрелять, чтобы добиться максимального эффекта. ответ нужно подкрепить расчетами. *
Объяснение:
№1
P = IU = I²R
P1/P2 = ( ( 2I )²( R/4 ) )/( I²R ) = ( I²R )/( I²R ) = 1
№2
η = Рпол./Рзат. * 100%
η = ( I2U2 )/( I1U1 ) 100%
I1 = ( I2U2 )/( ηU1 ) 100%
I1 = ( 9 * 22 )/( 90% * 220 ) 100% = 1 A
№3
λ = Тv
λ = 2π√( LCоб. )v
λ = 2π√( L( C1 + C2 ) )v
λ = 2 * 3,14 √( 10 * 10^-3 ( 360 * 10^-12 + 40 * 10^-12 ) ) 3 * 10^8 = 2 * 3,14 √( 10^-2 ( ( 36 + 4 ) 10^-11 ) 3 * 10^8 = 3768 м
№4
WC( max ) = ( CU( max )² )/2
WL( max ) = ( LI( max )² )/2
W = WC( max ) = WL( max )
( CU( max )² )/2 = ( LI( max )² )/2
CU( max )² = LI( max )²
С = ( LI( max )² )/( U( max )² )
W = WC + WL
W = ( CU² )/2 + ( LI² )/2
( CU( max )² )/2 = ( CU² )/2 + ( LI² )/2
CU( max )² = CU² + LI²
LI( max )² = ( LI( max )²U² )/U( max )² + LI²
LI( max )² = L ( I( max )²U² )/U( max )² + I² )
I( max )² = ( I( max )²U² )/U( max )² + I²
Подставим численные данные и решим уравнение
( 5 * 10^-3 )² = ( ( 5 * 10^-3 )²U²/2² ) + ( 3 * 10^-3 )²
2,5 * 10^-5 = 6,25 * 10^-6U² + 9 * 10^-6
( 25 - 9 ) 10^-6 = 6,25 * 10^-6U²
16 = 6,25U²
U = √( 16/6,25 ) = 1,6 B