Контрольные задания > 10. Владимир заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной статье в интернете было написано, что заряд взлетает вверх за счёт взрыва специального вещества в патроне. Также Владимир узнал, что стандартный заряд весит 0,8 кг и взлетает на высоту 120 м. В той же статье было написано, что энергию, выделяющуюся при взрыве, принято измерять в тротиловом эквиваленте. Если говорят, что энергия составляет 1 грамм в тротиловом эквиваленте, то это означает, что выделилась энергия 4184 Дж. 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. Считайте, 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 быть больше расчётной на 5%. Чему при этом будет равна высота подъёма?
Вопрос:

10. Владимир заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной статье в интернете было написано, что заряд взлетает вверх за счёт взрыва специального вещества в патроне. Также Владимир узнал, что стандартный заряд весит 0,8 кг и взлетает на высоту 120 м. В той же статье было написано, что энергию, выделяющуюся при взрыве, принято измерять в тротиловом эквиваленте. Если говорят, что энергия составляет 1 грамм в тротиловом эквиваленте, то это означает, что выделилась энергия 4184 Дж. 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. Считайте, 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 быть больше расчётной на 5%. Чему при этом будет равна высота подъёма?

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение: Решаем задачу, используя законы сохранения энергии и кинематики.

Решение:

  1. Рассчитаем энергию, выделившуюся при взрыве:
  • Масса заряда: \( m = 0.8 \) кг.
  • Высота подъёма: \( h = 120 \) м.
  • Ускорение свободного падения: \( g = 10 \) Н/кг.
  • Потенциальная энергия на высоте 120 м:
\[ E = mgh = 0.8 \cdot 10 \cdot 120 = 960 \] Дж.

Энергия взрыва равна 960 Дж.

Выразим энергию в тротиловом эквиваленте:

\[ \frac{960 \text{ Дж}}{4184 \text{ Дж/г}} \approx 0.229 \] г.
  1. Рассчитаем скорость заряда вблизи земли:

Вся энергия взрыва переходит в кинетическую энергию заряда:

\[ E = \frac{1}{2}mv^2 \]

Выразим скорость:

\[ v = \sqrt{\frac{2E}{m}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 960}{0.8}} = \sqrt{2400} \approx 48.99 \] м/с.
  1. Рассчитаем новую высоту подъёма с учётом увеличения скорости на 5%:
  • Новая скорость: \( v_{new} = 48.99 + 0.05 \cdot 48.99 = 48.99 + 2.45 = 51.44 \) м/с.
  • Новая кинетическая энергия:
\[ E_{new} = \frac{1}{2}mv_{new}^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.8 \cdot (51.44)^2 \approx 1058.2 \] Дж.

Новая высота подъёма:

\[ h_{new} = \frac{E_{new}}{mg} = \frac{1058.2}{0.8 \cdot 10} \approx 132.28 \] м.

Ответ: 1) 960 Дж, 0.229 г в тротиловом эквиваленте; 2) 48.99 м/с; 3) 132.28 м.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю

Похожие