Модель ракеты массой m1,кг заполнена горючим массой 0.9 кг. горючее вырывается со скоростью 20 м/с при этом ракета приобретает скорость 10 мс и поднимаеться на высоту h,м . найти m1 и h,м. . 60
Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.
1. Закон сохранения импульса:
Масса горючего, которое вырывается из ракеты, равна 0.9 кг. Его скорость равна 20 м/с.
Масса ракеты после вырыва горючего составляет m1 кг, а ее скорость равна 10 м/с.
Используя закон сохранения импульса, можем записать следующее уравнение:
m1 * v1 = m2 * v2
где m1 - масса ракеты, v1 - скорость ракеты до вырыва горючего
m2 - масса горючего, v2 - скорость горючего после вырыва.
Из условия задачи известны:
m2 = 0.9 кг
v2 = 20 м/с
v1 = 10 м/с
Подставим эти значения в уравнение и найдем m1:
m1 * 10 = 0.9 * 20
m1 = (0.9 * 20) / 10
m1 = 1.8 / 10
m1 = 0.18 кг
Таким образом, найденная масса ракеты m1 равна 0.18 кг.
2. Закон сохранения энергии:
Высота, на которую поднимается ракета, определяется изменением ее потенциальной энергии.
Используя закон сохранения энергии, можем записать следующее уравнение:
m1 * g * h = m2 * g * h2
где m1 - масса ракеты, g - ускорение свободного падения (9.8 м/с^2),
h - искомая высота, h2 - высота, на которую поднялось горючее.
Мы знаем, что масса горючего составляет 0.9 кг, а высота, на которую поднимается горючее, равна h2.
Подставим известные значения в уравнение и найдем h:
0.18 * 9.8 * h = 0.9 * 9.8 * h2
Так как горючее вырывается со скоростью 20 м/с, его подъемную работу можно найти по формуле:
Раб = m2 * g * h2
= 0.9 * 9.8 * h2
= 8.82 * h2 Дж.
При этом, подъемная работа совпадает с кинетической энергией ракеты.
Кинетическая энергия ракеты можно найти по формуле:
Экин = (1/2) * m1 * v1^2
= (1/2) * 0.18 * 10^2
= (1/2) * 0.18 * 100
= 9 Дж.
Таким образом, у нас имеется следующее уравнение:
9 = 8.82 * h2
Поделим обе части уравнения на 8.82:
h2 = 9 / 8.82
h2 ≈ 1.02 м
Таким образом, найденная высота h, на которую поднимается ракета, составляет около 1.02 метра.
Итак, ответ на вопрос:
Масса ракеты m1 составляет 0.18 кг, а высота h, на которую поднимается ракета, равна примерно 1.02 метра.
1. Закон сохранения импульса:
Масса горючего, которое вырывается из ракеты, равна 0.9 кг. Его скорость равна 20 м/с.
Масса ракеты после вырыва горючего составляет m1 кг, а ее скорость равна 10 м/с.
Используя закон сохранения импульса, можем записать следующее уравнение:
m1 * v1 = m2 * v2
где m1 - масса ракеты, v1 - скорость ракеты до вырыва горючего
m2 - масса горючего, v2 - скорость горючего после вырыва.
Из условия задачи известны:
m2 = 0.9 кг
v2 = 20 м/с
v1 = 10 м/с
Подставим эти значения в уравнение и найдем m1:
m1 * 10 = 0.9 * 20
m1 = (0.9 * 20) / 10
m1 = 1.8 / 10
m1 = 0.18 кг
Таким образом, найденная масса ракеты m1 равна 0.18 кг.
2. Закон сохранения энергии:
Высота, на которую поднимается ракета, определяется изменением ее потенциальной энергии.
Используя закон сохранения энергии, можем записать следующее уравнение:
m1 * g * h = m2 * g * h2
где m1 - масса ракеты, g - ускорение свободного падения (9.8 м/с^2),
h - искомая высота, h2 - высота, на которую поднялось горючее.
Мы знаем, что масса горючего составляет 0.9 кг, а высота, на которую поднимается горючее, равна h2.
Подставим известные значения в уравнение и найдем h:
0.18 * 9.8 * h = 0.9 * 9.8 * h2
Так как горючее вырывается со скоростью 20 м/с, его подъемную работу можно найти по формуле:
Раб = m2 * g * h2
= 0.9 * 9.8 * h2
= 8.82 * h2 Дж.
При этом, подъемная работа совпадает с кинетической энергией ракеты.
Кинетическая энергия ракеты можно найти по формуле:
Экин = (1/2) * m1 * v1^2
= (1/2) * 0.18 * 10^2
= (1/2) * 0.18 * 100
= 9 Дж.
Таким образом, у нас имеется следующее уравнение:
9 = 8.82 * h2
Поделим обе части уравнения на 8.82:
h2 = 9 / 8.82
h2 ≈ 1.02 м
Таким образом, найденная высота h, на которую поднимается ракета, составляет около 1.02 метра.
Итак, ответ на вопрос:
Масса ракеты m1 составляет 0.18 кг, а высота h, на которую поднимается ракета, равна примерно 1.02 метра.