Снаряд, движущийся со скорость u0, разрывается на две равные части, одна из которых продолжает по направлению движения снаряда, а другая - в противоположную. в момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличивается за счёт энергии взрыва на величину дельтаe. скорость осколка, движущегося вперёд по направлению движения снаряда, равна u1. найдите m осколка

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Масса одного осколка mm определяется выражением m=ΔE(u1u0)2bold m equals the fraction with numerator bold cap delta bold cap E and denominator open paren bold u sub 1 minus bold u sub 0 close paren squared end-fraction . ️ Шаг 1: Применение закона сохранения импульса Обозначим массу снаряда как Mcap M. Поскольку он разрывается на две равные части, масса каждого осколка равна mm, следовательно, M=2mcap M equals 2 m. Пусть u0u sub 0 — начальная скорость снаряда, u1u sub 1 — скорость первого осколка (по направлению движения), а v2v sub 2 — скорость второго осколка. Согласно закону сохранения импульса в проекции на направление движения: 2mu0=mu1+mv22 m u sub 0 equals m u sub 1 plus m v sub 2Разделив на mm, выразим скорость второго осколка: v2=2u0u1v sub 2 equals 2 u sub 0 minus u sub 1️ Шаг 2: Анализ изменения кинетической энергии Начальная кинетическая энергия снаряда составляла: E0=Mu022=2mu022=mu02cap E sub 0 equals the fraction with numerator cap M u sub 0 squared and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator 2 m u sub 0 squared and denominator 2 end-fraction equals m u sub 0 squared Суммарная кинетическая энергия осколков после взрыва равна: E=mu122+mv222cap E equals the fraction with numerator m u sub 1 squared and denominator 2 end-fraction plus the fraction with numerator m v sub 2 squared and denominator 2 end-fraction По условию, энергия увеличилась на ΔEcap delta cap E, то есть ΔE=EE0cap delta cap E equals cap E minus cap E sub 0. Подставим выражения для энергий: ΔE=mu122+mv222mu02cap delta cap E equals the fraction with numerator m u sub 1 squared and denominator 2 end-fraction plus the fraction with numerator m v sub 2 squared and denominator 2 end-fraction minus m u sub 0 squared ️ Шаг 3: Вывод формулы для массы Подставим выражение для v2v sub 2 из первого шага в уравнение энергии: ΔE=m2(u12+(2u0u1)2)mu02cap delta cap E equals m over 2 end-fraction open paren u sub 1 squared plus open paren 2 u sub 0 minus u sub 1 close paren squared close paren minus m u sub 0 squared Раскроем скобки: ΔE=m2(u12+4u024u0u1+u12)mu02cap delta cap E equals m over 2 end-fraction open paren u sub 1 squared plus 4 u sub 0 squared minus 4 u sub 0 u sub 1 plus u sub 1 squared close paren minus m u sub 0 squared ΔE=m2(2u124u0u1+4u02)mu02=m(u122u0u1+2u02)mu02cap delta cap E equals m over 2 end-fraction open paren 2 u sub 1 squared minus 4 u sub 0 u sub 1 plus 4 u sub 0 squared close paren minus m u sub 0 squared equals m open paren u sub 1 squared minus 2 u sub 0 u sub 1 plus 2 u sub 0 squared close paren minus m u sub 0 squared ΔE=m(u122u0u1+u02)cap delta cap E equals m open paren u sub 1 squared minus 2 u sub 0 u sub 1 plus u sub 0 squared close parenЗаметим, что выражение в скобках является полным квадратом (u1u0)2open paren u sub 1 minus u sub 0 close paren squared. Тогда: ΔE=m(u1u0)2cap delta cap E equals m open paren u sub 1 minus u sub 0 close paren squaredОтсюда находим массу одного осколка: m=ΔE(u1u0)2m equals the fraction with numerator cap delta cap E and denominator open paren u sub 1 minus u sub 0 close paren squared end-fraction Ответ: Масса осколка равна m=ΔE(u1u0)2bold m equals the fraction with numerator bold cap delta bold cap E and denominator open paren bold u sub 1 minus bold u sub 0 close paren squared end-fraction . Нужно ли вам рассчитать скорость второго осколка или полную массу снаряда на основе конкретных числовых данных?

Форма ответа

Ваш аватар