Ракета движется относительно Земли горизонтально со скоростью 3 км/с. Масса ракеты с содержащимся в ней топливом равна 1,8 т. В некоторый момент из сопла двигателя ракеты вылетает порция газа массой 200 кг. Скорость выброшенного газа относительно Земли равна 1 км/с и направлена противоположно скорости ракеты. Направим ось х вдоль скорости ракеты. а) Чему равна проекция импульса ракеты до выброса газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй? б) Чему равна проекция импульса выброшенного газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй? в) Чему равен модуль скорости ракеты после выброса газа в системе отсчёта, связанной с Землёй?
от

1 Ответ

Дано:  
m1 = 1.8 т = 1800 кг (масса ракеты с топливом)  
m2 = 200 кг (масса выброшенного газа)  
v1 = 3 км/с (скорость ракеты)  
v2 = -1 км/с (скорость выброшенного газа, противоположная направлению ракеты)  

а) Проекция импульса ракеты до выброса газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй:
P1x = m1 * v1 = 1800 кг * 3000 м/c = 5400000 кг*м/c

б) Проекция импульса выброшенного газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй:
P2x = m2 * v2 = 200 кг * (-1000 м/c) = -200000 кг*м/c

в) Модуль скорости ракеты после выброса газа в системе отсчёта, связанной с Землёй:
Поскольку проекция импульса системы на ось x сохраняется, то
P1x + P2x = (m1 + m2) * v(после)
5400000 - 200000 = (1800 + 200) * v(после)
5200000 = 2000 * v(после)
v(после) = 5200000 / 2000 = 2600 м/c

Ответ:
а) Проекция импульса ракеты до выброса газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй: 5400000 кг*м/c
б) Проекция импульса выброшенного газа на ось x в системе отсчёта, связанной с Землёй: -200000 кг*м/c
в) Модуль скорости ракеты после выброса газа в системе отсчёта, связанной с Землёй: 2600 м/c
от