Тема . Механика. Импульс и Энергия

.03 Закон сохранения и изменения импульса

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. импульс и энергия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#43193

При взрыве снаряда, летевшего вертикально, в механическую энергию была преобразована часть энергии заряда, в   10  раз превосходящая кинетическую энергию снаряда перед взрывом. В результате взрыва снаряд раскололся на три осколка. На долю двух осколков – с массами m  = 0,5 кг
  1  и m  = 3 кг
  2  – пришлась 50%  и 25%  общей кинетической энергии соответственно, причем угол разлета этих осколков составил   ∘
90 . Третий осколок полетел в горизонтальном направлении. Пренебрегая массой пороховых газов, найти массу третьего осколка.
(«Покори Воробьёвы горы!», 2019, 10–11)

Источники: Покори Воробьёвы горы, 2019, 10–11

Показать ответ и решение

PIC

В рамках заданных в условии предположений (сумма масс осколков равна массе снаряда, кинетическая энергия и импульс пороховых газов пренебрежимо малы) законы сохранения импульса и энергии можно записать в виде:

                ⃗
m1 ⃗v1 + m2 ⃗v2 = M V − m3⃗v3, (1)

m1v21-+ m2v22-+ m3v23-= 11M-V-2  (2)
 2       2      2        2

причем M  = m1 + m2 + m3, ⃗V  - скорость снаряда перед взрывом. Кроме того, по условию

   2   11    2      2  11    2
m1v1 = 2 M V  , m2v 2 = 4 M V

Подставляя эти соотношения в (2), получим, что

m  v2= 11M V 2
  3 3   4

Возводя (1) в квадрат и учитывая перпендикулярность пар векторов ⃗v1  и ⃗v2,⃗v3  и ⃗V  найдем, что

  2 2    2 2    2 2    2 2
m 3v3 + M V  = m1v1 + m 2v2

С учетом полученных выражений

11                       11     11         18m1-+-7m2--
 4 m3 + m1 + m2 + m3 = m1 2 + m2 4 ⇒ m3 =      15     = 2 кг

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Верно сформулированы законы сохранения импульса и энергии, обоснована их применимость

2

С учетом значений m1v21   и m2v22  , получено выражение для m3v23

2

Переписан ЗСИ с учетом перпендикулярности векторов и выражения для m3v23

2

Из системы уравнений получено верное выражение для m3

2

Представлен верный численный ответ

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!