10. Тип 10 № 833 Николай заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной статье в интернете было написано, что зат взлетает вверх за счёт взрыва специального вещества в патроне. Также Николай узнал, что стандартный заряд весит 0,8 кг и взлет на высоту 100 м. В той же статье было написано, что энергию, выделяющуюся при взрыве, принято измерять в тротиловом экви ленте. Если говорят, что энергия составляет 1 грамм в тротиловом эквиваленте, то это означает, что выделилась энергия 4184 Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Сопротивлением воздуха при проведении расчётов можно пренебречь. 1) Рассчитайте энергию, которая выделяется при взрыве вещества в патроне, и выразите её в тротиловом эквиваленте. Счит те, что на подъём заряда расходуется вся выделившаяся при взрыве энергия. 2) Рассчитайте скорость заряда вблизи земли. 3) Так как количество взрывчатого вещества в разных патронах немного различается, то скорость вылета заряда может б больше расчётной на 5%. Чему при этом будет равна высота подъёма?

Question

Вопрос:

Ответ:

ФИО:Телефон:Емаил:Полное описание сути нарушения прав (почему распространение данной информации запрещено Правообладателем):

Accepted Answer

Разбираемся, как работает заряд для салюта! Нам понадобятся знания о кинетической и потенциальной энергии.

Энергия, выделившаяся при взрыве, равна потенциальной энергии заряда на высоте 100 м:

\[E = mgh = 0,8 \cdot 10 \cdot 100 = 800 \text{ Дж}\]

Чтобы выразить эту энергию в тротиловом эквиваленте, нужно разделить её на энергию, выделяющуюся при взрыве 1 грамма тротила:

\[\text{Тротиловый эквивалент} = \frac{800}{4184} \approx 0,191 \text{ г}\]

Ответ: 800 Дж, 0,191 г в тротиловом эквиваленте

Кинетическая энергия заряда вблизи земли равна потенциальной энергии на высоте 100 м:

\[\frac{mv^2}{2} = mgh\]

Сокращаем \(m\) и выражаем скорость:

\[v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 100} = \sqrt{2000} \approx 44,72 \text{ м/с}\]

Ответ: 44,72 м/с

Если скорость вылета заряда увеличится на 5%, то новая скорость будет равна:

\[v_\text{new} = 1,05 \cdot 44,72 \approx 46,96 \text{ м/с}\]

Новая кинетическая энергия:

\[E_\text{new} = \frac{mv_\text{new}^2}{2} = \frac{0,8 \cdot 46,96^2}{2} \approx 882,9 \text{ Дж}\]

Новая высота подъёма:

\[h_\text{new} = \frac{E_\text{new}}{mg} = \frac{882,9}{0,8 \cdot 10} \approx 110,36 \text{ м}\]

Ответ: 110,36 м