Egy 8 kg tömegű lövedék vízszintes repülésben v = 250 m/s sebességgel h = 30 m magasságban 2 darabra robbant. A kisebbik m1 = 2 kg tömegű v1 = 100 m/s sebességgel függőlegesen felfelé repült. Milyen messze esnek egymástól a töredékek? A légellenállás figyelmen kívül hagyása.
10244. feladat Részletes megoldás a megoldásban használt feltételek, képletek és törvényszerűségek rövid rögzítésével, a számítási képlet levezetésével és a válasszal. Ha kérdése van a megoldással kapcsolatban, írjon. próbálok segíteni.
Termékleírás: vízszintes irányban, v = 250 m/s sebességgel h = 30 m magasságban repülő 8 kg tömegű lövedék, 2 darabra robbant. A kisebb darab m1 = 2 kg tömegű, függőlegesen felfelé repült v1 = 100 m/s sebességgel.
A probléma megoldásához meg kell találni a távolságot két lövedéktöredék ütközési pontjai között.
Ehhez használhatja az energiamegmaradás törvényét és a függőlegesen felfelé dobott test mozgásának törvényét.
Az energiamegmaradás törvényéből egy kisebb töredékre megkaphatjuk a maximális h1 emelési magasságot, amelyet elér:
m1 * g * h1 + (1/2) * m1 * v1^2 = (1/2) * m1 * u1^2,
ahol g a gravitáció gyorsulása, u1 a töredék sebessége a földre zuhanáskor.
A függőlegesen felfelé dobott test mozgástörvényéből kiszámítható a test repülési ideje, amíg a földre esik:
h1 = (1/2) * g * t^2,
ahol t a repülési idő.
A test vízszintes irányú mozgásának törvényéből megkaphatjuk a lövedék repülési idejét, amíg darabokra nem törik:
t = d/v,
ahol d az a távolság, amelyet a lövedék megtesz a darabokra törésig.
Így a töredékek ütközési pontjai közötti távolságot a lövedék által megtett távolsággal és a kisebb darab repülési idejével fejezhetjük ki:
D = v * t + u1 * t = v * (d / v) + u1 * sqrt(2h1 / g).
Az ismert értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:
D = 250 * (d / 250) + 100 * négyzetméter (2 * 30 / 9,81) ≈ 2056 m.
Válasz: a töredékek lehullásának pontjai közötti távolság körülbelül 2056 méter.
***
A 8 kg-os lövedék egy szilárd test, amely különféle típusú fegyverekhez használható lőszerként. Vízszintes repülés közben egyenes vonalban mozog a magasság vagy a dőlésszög megváltoztatása nélkül. Ebben az esetben a lövedék sebessége fontos paraméter, amely meghatározza annak energiáját és ütközési erejét. A fegyver típusától és a megoldandó feladattól függően a lövedékek különféle módosításai használhatók. Fontos azonban emlékezni arra, hogy a fegyverek és lőszerek használatának meg kell felelnie a biztonsági előírásoknak és jogszabályoknak.
***