5. При выстреле из ствола винтовки пуля массой 9 г приобретает скорость 800 м/с. Определить массу порохового заряда, если КПД выстрела 24 %.

КПД равен отношению кинетической энергии пули к энергии порохового заряда. Для численного определения массы заряда необходима удельная энергия сгорания пороха; в условии она не указана.

Если принять табличное значение для пороха \(q\approx3.8\cdot10^6\) Дж/кг, то:

Масса пули: \(m=9\) г \(=0.009\) кг.

Кинетическая энергия пули: \(E_k=mv^2/2=0.009\cdot800^2/2=2880\) Дж.

Энергия заряда: \(E=E_k/0.24=12000\) Дж.

Масса заряда: \(m_п=E/q=12000/(3.8\cdot10^6)\approx0.00316\) кг \(=3.16\) г.

Ответ: при удельной энергии пороха \(3.8\cdot10^6\) Дж/кг масса заряда около 3.2 г. Для точного ответа нужно значение удельной энергии, принятое в учебнике.