Pocisk o masie 8 kg w locie poziomym z prędkością v = 250 m/s na wysokości h = 30 m eksplodował na 2 fragmenty. Mniejszy o masie m1 = 2 kg poleciał pionowo w górę z prędkością v1 = 100 m/s. W jakiej odległości od siebie spadną fragmenty? Pomiń opór powietrza.
Zadanie 10244. Rozwiązanie szczegółowe z krótkim zapisem warunków, wzorów i praw zastosowanych w rozwiązaniu, wyprowadzeniem wzoru obliczeniowego i odpowiedzią. Jeśli masz pytania dotyczące rozwiązania, napisz. Próbuję pomóc.
Opis produktu: Pocisk o masie 8 kg, lecący w kierunku poziomym z prędkością v = 250 m/s na wysokości h = 30 m, eksplodował na 2 fragmenty. Mniejszy fragment ma masę m1 = 2 kg i poleciał pionowo w górę z prędkością v1 = 100 m/s.
Aby rozwiązać problem, konieczne jest znalezienie odległości między punktami uderzenia dwóch fragmentów pocisku.
Aby to zrobić, możesz skorzystać z prawa zachowania energii i prawa ruchu ciała rzuconego pionowo w górę.
Z prawa zachowania energii dla mniejszego fragmentu możemy otrzymać maksymalną wysokość podnoszenia h1, jaką osiągnie:
m1 * g * h1 + (1/2) * m1 * v1^2 = (1/2) * m1 * u1^2,
gdzie g to przyspieszenie ziemskie, u1 to prędkość odłamka spadającego na ziemię.
Z prawa ruchu ciała rzuconego pionowo do góry można obliczyć czas lotu ciała do chwili upadku na ziemię:
h1 = (1/2) * g * t^2,
gdzie t to czas lotu.
Z prawa ruchu ciała w kierunku poziomym można obliczyć czas lotu pocisku do momentu rozbicia się na fragmenty:
t = d/v,
gdzie d jest drogą przebytą przez pocisk do chwili rozpadu na fragmenty.
W ten sposób możemy wyrazić odległość pomiędzy punktami uderzenia odłamków jako odległość przebytą przez pocisk i czas lotu mniejszego fragmentu:
D = v * t + u1 * t = v * (d / v) + u1 * sqrt(2h1 / g).
Podstawiając znane wartości, otrzymujemy:
D = 250 * (d / 250) + 100 * sqrt(2 * 30 / 9,81) ≈ 2056 m.
Odpowiedź: odległość między punktami, w których spadły fragmenty, wynosi około 2056 metrów.
***
Pocisk o masie 8 kg jest korpusem solidnym, który może służyć jako amunicja do różnego rodzaju broni. W locie poziomym porusza się po linii prostej, nie zmieniając wysokości ani kąta nachylenia. W tym przypadku prędkość pocisku jest ważnym parametrem decydującym o jego energii i sile uderzenia. W zależności od rodzaju broni i zadania, które należy rozwiązać, można zastosować różne modyfikacje pocisków. Należy jednak pamiętać, że użycie broni i amunicji musi być zgodne z przepisami i przepisami bezpieczeństwa.
***