Найдите силу , с которой пороховые газы давят на пулю массой 10 г. Длина ствола пистолета 15 см , скорость вылета пули из пистолета 600 м /c . Движение пули в стволе равноускоренное. Решить полностью с формулами и ответом
Для решения данной задачи, нам понадобятся законы Ньютона и формулы кинематики. Первый закон Ньютона гласит, что если на тело действуют силы, то оно будет двигаться с ускорением, направленным в сторону силы.
Для начала, найдем ускорение пули в стволе.
По формуле равноускоренного движения:
v = u + at, где v - скорость, u - начальная скорость, a - ускорение, t - время.
Так как пуля находилась в состоянии покоя в стволе, то начальная скорость u = 0. Пуля вылетает из пистолета со скоростью v = 600 м/с. Значение времени t нам не известно, поэтому оно останется в формуле.
v = u + at
600 = 0 + a*t
Здесь можно заметить что, в данном случае у нас есть только одно уравнение, а два неизвестных: ускорение a и время t. Однако, можно воспользоваться другим уравнением кинематики:
v^2 = u^2 + 2as, где v - скорость, u - начальная скорость, a - ускорение, s - перемещение.
Так как начальная скорость u = 0, данное уравнение приобретает вид:
v^2 = 2as
600^2 = 2*a*s
Теперь нам необходимо найти перемещение пули в стволе пистолета. Рассмотрим уравнение, основанное на законе Ньютона:
F = ma, где F - сила, m - масса, a - ускорение.
Для нахождения силы, с которой пороховые газы давят на пулю, нужно найти ускорение пули в стволе и умножить его на массу пули.
a = F/m
На данный момент, значение ускорения a совпадает с тем, которое было определено в уравнении kinematic equation: 600^2 = 2*a*s , поэтому мы можем его использовать для нахождения ускорения.
600^2 = 2 * a * s
Ускорение a = 600^2 / (2 * s)
Теперь, подставим найденное значение ускорения a в уравнение для силы:
F = m * a
F = 10 г * (600^2 / (2 * s))
Переведем массу пули в килограммы. 1 г = 0.001 кг.
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * s))
Таким образом, сила, с которой пороховые газы давят на пулю массой 10 г, равна 0.01 кг * (600^2 / (2 * s)).
Так как в задаче дано, что длина ствола пистолета равна 15 см, перемещение пули в стволе (s) равно 0.15 м.
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * 0.15 м))
Теперь рассчитаем данное выражение:
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * 0.15 м))
F = 0.01 кг * (360000 / 0.3)
F = 0.01 кг * 1200000
F = 12000 Н
Ответ: Сила, с которой пороховые газы давят на пулю массой 10 г, равна 12000 Н.
Для начала, найдем ускорение пули в стволе.
По формуле равноускоренного движения:
v = u + at, где v - скорость, u - начальная скорость, a - ускорение, t - время.
Так как пуля находилась в состоянии покоя в стволе, то начальная скорость u = 0. Пуля вылетает из пистолета со скоростью v = 600 м/с. Значение времени t нам не известно, поэтому оно останется в формуле.
v = u + at
600 = 0 + a*t
Здесь можно заметить что, в данном случае у нас есть только одно уравнение, а два неизвестных: ускорение a и время t. Однако, можно воспользоваться другим уравнением кинематики:
v^2 = u^2 + 2as, где v - скорость, u - начальная скорость, a - ускорение, s - перемещение.
Так как начальная скорость u = 0, данное уравнение приобретает вид:
v^2 = 2as
600^2 = 2*a*s
Теперь нам необходимо найти перемещение пули в стволе пистолета. Рассмотрим уравнение, основанное на законе Ньютона:
F = ma, где F - сила, m - масса, a - ускорение.
Для нахождения силы, с которой пороховые газы давят на пулю, нужно найти ускорение пули в стволе и умножить его на массу пули.
a = F/m
На данный момент, значение ускорения a совпадает с тем, которое было определено в уравнении kinematic equation: 600^2 = 2*a*s , поэтому мы можем его использовать для нахождения ускорения.
600^2 = 2 * a * s
Ускорение a = 600^2 / (2 * s)
Теперь, подставим найденное значение ускорения a в уравнение для силы:
F = m * a
F = 10 г * (600^2 / (2 * s))
Переведем массу пули в килограммы. 1 г = 0.001 кг.
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * s))
Таким образом, сила, с которой пороховые газы давят на пулю массой 10 г, равна 0.01 кг * (600^2 / (2 * s)).
Так как в задаче дано, что длина ствола пистолета равна 15 см, перемещение пули в стволе (s) равно 0.15 м.
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * 0.15 м))
Теперь рассчитаем данное выражение:
F = 0.01 кг * (600^2 / (2 * 0.15 м))
F = 0.01 кг * (360000 / 0.3)
F = 0.01 кг * 1200000
F = 12000 Н
Ответ: Сила, с которой пороховые газы давят на пулю массой 10 г, равна 12000 Н.