Из пушки вылетает снаряд со скоростью 500 м/с. На какое расстояние после выстрела может откатиться пушка, не имеющая противооткатного устройства, если ее коэффициент трения 0,4? Выстрел произведен в горизонтальном направлении. Масса пушки 1 т, масса снаряда 12 кг. Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с2.
от

1 Ответ

Дано:
- Скорость снаряда (v2) = 500 м/с
- Масса пушки (m1) = 1 т = 1000 кг
- Масса снаряда (m2) = 12 кг
- Коэффициент трения (μ) = 0,4
- Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²

Найти:
Расстояние, на которое откатится пушка (s).

Решение:
1. Найдем импульс снаряда (p2):
   p2 = m2 * v2
   p2 = 12 кг * 500 м/с
   p2 = 6000 кг·м/с

2. По закону сохранения импульса, импульс пушки (p1) будет равен по модулю импульсу снаряда:
   p1 = -p2
   p1 = -6000 кг·м/с

3. Найдем скорость отката пушки (v1):
   p1 = m1 * v1
   -6000 = 1000 * v1
   v1 = -6 м/с

4. Теперь найдем силу трения (Fтр), действующую на пушку:
   Fтр = μ * m1 * g
   Fтр = 0,4 * 1000 кг * 10 м/с²
   Fтр = 4000 Н

5. Используем второй закон Ньютона для определения ускорения пушки (a):
   F = m * a
   -Fтр = m1 * a
   -4000 = 1000 * a
   a = -4 м/с²

6. Найдем время (t), за которое пушка остановится (v = 0):
   v1 = a * t
   0 = -6 м/с - 4 м/с² * t
   4t = 6
   t = 1,5 с

7. Найдем пройденное расстояние (s) с помощью формулы для равноускоренного движения:
   s = v1 * t + (1/2) * a * t²
   s = -6 м/с * 1,5 с + (1/2) * (-4 м/с²) * (1,5 с)²
   s = -9 + (-4 * 1,125)
   s = -9 - 4,5
   s = -13,5 м

Ответ:
Пушка может откатиться на 13,5 м в противоположном направлении к выстрелу.
от