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#43194

Пушечный снаряд массой M  = 100 кг  разорвался в некоторой точке траектории на два осколка, разлетевшихся с импульсами p1 = 3,6⋅104 кг ⋅ м/c  и p2 = 2,4⋅104 кг⋅ м/c  . Импульсы осколков направлены под углом α = 60∘ друг к другу. Определите, при каком отношении масс осколков выделившаяся при взрыве кинетическая энергия будет минимальной. Найдите эту энергию.

(Всеросс., 2006, финал, 11)

Источники: Всеросс., 2006, финал, 11

Показать ответ и решение

PIC

Пусть m1  и m2 − массы осколков, M  = m1 +m2 − первоначальная масса снаряда. По закону сохранения импульса

⃗p0 = ⃗p1 + ⃗p2 или  p20 = p21 + p22 + 2p1p2cosα

Кинетическая энергия до и после взрыва соответственно равны:

        2    2   2                        2     2
Eнач =-p0-= p1-+p2-+-2p1p2cosα-,  Eкон =  -p1-+ -p2-.
      2M        2(m1 + m2)              2m1   2m2

Выделившаяся при взрыве кинетическая энергия

                  (          )
                   -p21-   p22--   p21-+p22-+-2p1p2cosα-
E  = Eкон − E нач = 2m1 +  2m2  −     2(m1 + m2)    .

После преобразования будем иметь

     p21k-+-p221k −-2p1p2cosα            m2-
E =          2M         ,   где  k = m1

Для нахождения Emin  приравняем нулю производную:

dE     1 (       1 )
---=  ---- p21 − p22-2 = 0
dk    2M         k

Отсюда

k = p2=  2
    p1   3

Подставляя найденное значение k  в выражение для E  , получим

       p1p2(1 − cosα )         6
Emin = -----M-------= 4,32⋅10  Дж

(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:

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!