дано:
- масса ракеты m_rocket = 600 г = 0.6 кг
- масса продуктов сгорания m_exhaust = 15 г = 0.015 кг
- скорость вылета продуктов сгорания v_exhaust = 800 м/с
найти:
скорость ракеты v_rocket
решение:
1. Используем закон сохранения импульса, который гласит, что сумма импульсов системы до изменения должна быть равна сумме импульсов после изменения.
2. Начальный импульс системы (ракета + продукты) равен нулю, так как ракета в начале покоя:
p_initial = 0
3. После сгорания топлива система будет состоять из ракеты и выброшенных продуктов:
p_final = m_rocket * v_rocket - m_exhaust * v_exhaust
4. Установим равенство для импульсов:
0 = m_rocket * v_rocket - m_exhaust * v_exhaust
5. Перепишем уравнение для нахождения скорости ракеты:
m_rocket * v_rocket = m_exhaust * v_exhaust
v_rocket = (m_exhaust * v_exhaust) / m_rocket
6. Подставим известные значения:
v_rocket = (0.015 кг * 800 м/с) / 0.6 кг
7. Рассчитаем скорость ракеты:
v_rocket = 12 кг·м/с / 0.6 кг
v_rocket = 20 м/с
ответ:
Скорость, которую приобретает ракета, составляет 20 м/с.