Контрольные задания > Николай заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной статье в интернете было написано, что заряд взлетает вверх за счёт взрыва специального вещества в патроне. Также Николай узнал, что стандартный заряд весит 0,8 кг и взлетает на высоту 100 м. В той же статье было написано, что энергию, выделяющуюся при взрыве, принято измерять в тротиловом эквиваленте. Если говорят, что энергия составляет 1 грамм в тротиловом эквиваленте, то это означает, что выделилась энергия 4184 Дж. Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Сопротивлением воздуха при проведении расчётов можно пренебречь. 1) Рассчитайте энергию, которая выделяется при взрыве вещества в патроне, и выразите её в тротиловом эквиваленте. Считайте, что на подъём заряда расходуется вся выделившаяся при взрыве энергия. 2) Рассчитайте скорость заряда вблизи земли. 3) Так как количество взрывчатого вещества в разных патронах немного различается, то скорость вылета заряда может быть больше расчётной на 5%. Чему при этом будет равна высота подъёма?
Вопрос:

Николай заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной статье в интернете было написано, что заряд взлетает вверх за счёт взрыва специального вещества в патроне. Также Николай узнал, что стандартный заряд весит 0,8 кг и взлетает на высоту 100 м. В той же статье было написано, что энергию, выделяющуюся при взрыве, принято измерять в тротиловом эквиваленте. Если говорят, что энергия составляет 1 грамм в тротиловом эквиваленте, то это означает, что выделилась энергия 4184 Дж. Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Сопротивлением воздуха при проведении расчётов можно пренебречь. 1) Рассчитайте энергию, которая выделяется при взрыве вещества в патроне, и выразите её в тротиловом эквиваленте. Считайте, что на подъём заряда расходуется вся выделившаяся при взрыве энергия. 2) Рассчитайте скорость заряда вблизи земли. 3) Так как количество взрывчатого вещества в разных патронах немного различается, то скорость вылета заряда может быть больше расчётной на 5%. Чему при этом будет равна высота подъёма?

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Краткое пояснение: Решим задачу о взрыве заряда для салюта, находя энергию взрыва, скорость заряда и высоту подъема при увеличении скорости на 5%.

1) Рассчитаем энергию, выделяющуюся при взрыве вещества в патроне, и выразим её в тротиловом эквиваленте.

  • Шаг 1: Определим потенциальную энергию заряда на высоте 100 м.
\[E = mgh\]

где:

  • m = 0.8 кг (масса заряда),
  • g = 10 Н/кг (ускорение свободного падения),
  • h = 100 м (высота).
\[E = 0.8 \cdot 10 \cdot 100 = 800 \] Дж
  • Шаг 2: Выразим эту энергию в тротиловом эквиваленте, зная, что 1 грамм тротила эквивалентен 4184 Дж.
\[ \text{Тротиловый эквивалент} = \frac{800}{4184} ≈ 0.191 \] грамм

2) Рассчитаем скорость заряда вблизи земли.

  • Шаг 1: Приравняем кинетическую энергию заряда у земли к потенциальной энергии на высоте 100 м.
\[ \frac{1}{2}mv^2 = mgh \]

где v - скорость заряда у земли.

  • Шаг 2: Выразим скорость заряда v:
\[v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 100} = \sqrt{2000} ≈ 44.72 \] м/с

3) Рассчитаем высоту подъёма при увеличении скорости на 5%.

  • Шаг 1: Увеличим скорость на 5%:
\[v_{\text{новая}} = 44.72 + 0.05 \cdot 44.72 = 44.72 + 2.236 ≈ 46.956 \] м/с
  • Шаг 2: Рассчитаем новую кинетическую энергию:
\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2}mv_{\text{новая}}^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.8 \cdot (46.956)^2 ≈ 882.13 \] Дж
  • Шаг 3: Рассчитаем новую высоту подъёма:
\[h_{\text{новая}} = \frac{E_{\text{кин}}}{mg} = \frac{882.13}{0.8 \cdot 10} = \frac{882.13}{8} ≈ 110.27 \] м

Округлим результат до целого числа.

Ответ:

  • Энергия взрыва: 0.191 грамм тротилового эквивалента.
  • Скорость заряда вблизи земли: 44.72 м/с.
  • Высота подъёма при увеличении скорости на 5%: 110 м.
ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю