Из пушки стреляют снарядом массой 40 кг под углом 60° к горизонту с начальной скоростью 200 м/с. С какой скоростью пушка откатится назад, если масса пушки равна 1 т? Примите, что трением между пушкой и землёй можно пренебречь.
от

1 Ответ

дано:
- масса снаряда m1 = 40 кг
- начальная скорость снаряда v1 = 200 м/с
- угол выстрела θ = 60°
- масса пушки m2 = 1000 кг (1 т)

найти:
скорость отката пушки v2

решение:

Для нахождения скорости отката пушки используем закон сохранения импульса. В начале, до выстрела, система (пушка + снаряд) находится в состоянии покоя, и общий импульс равен нулю.

После выстрела общий импульс системы также должен оставаться равным нулю. Это значит, что сумма импульсов пушки и снаряда должна быть равна нулю:

m1 * v1 - m2 * v2 = 0

где:
- v2 — скорость отката пушки.

Разделим уравнение на массу пушки и выразим v2:

v2 = (m1 * v1) / m2

Теперь необходимо найти горизонтальную компоненту скорости снаряда, так как именно она будет влиять на откат пушки.

Горизонтальная компонента скорости снаряда v1x вычисляется по формуле:

v1x = v1 * cos(θ)

Подставим значения:

v1x = 200 * cos(60°)
cos(60°) = 0.5, следовательно:

v1x = 200 * 0.5 = 100 м/с

Теперь подставим значения в уравнение для скорости отката:

v2 = (m1 * v1x) / m2
v2 = (40 * 100) / 1000
v2 = 4000 / 1000 = 4 м/с

ответ: скорость отката пушки v2 = 4 м/с.
от