menu
person

Задача №11252

Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, попала в земляной вал и углубилась

Пуля, летящая со скоростью 400 м/с, попала в земляной вал и углубилась в него на 0,5 м. Определите силу сопротивления грунта движению пули (считая эту силу постоянной), если масса пули 7 г.

Решение:

Для определения силы сопротивления грунта движению пули, мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила равна произведению массы тела на его ускорение:

\[F = m \cdot a\]

Где:
- \(F\) - сила сопротивления грунта.
- \(m\) - масса пули (7 г, что равно 0,007 кг).
- \(a\) - ускорение пули.

Ускорение пули можно выразить через изменение скорости и расстояние, на которое она углубилась в грунт. Мы знаем, что начальная скорость \(v_0\) пули равна 400 м/с, а она остановилась, углубившись в грунт на 0,5 м. Таким образом, изменение скорости \(\Delta v\) равно её начальной скорости:

\[\Delta v = v_0\]

Теперь мы можем использовать второй закон Ньютона для вычисления силы сопротивления грунта:

\[F = m \cdot \frac{\Delta v}{t}\]

Где:
- \(t\) - время, за которое пуля остановилась.

Мы можем выразить время \(t\) из уравнения равномерного движения:

\[s = \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2\]

Где:
- \(s\) - расстояние, на которое углубилась пуля (0,5 м).
- \(a\) - ускорение пули (которое нам нужно найти).

Теперь мы можем решить это уравнение относительно времени \(t\):

\[t = \sqrt{\frac{2s}{a}}\]

Теперь мы можем подставить это значение времени в формулу для силы \(F\):

\[F = m \cdot \frac{\Delta v}{\sqrt{\frac{2s}{a}}}\]

Теперь давайте найдем ускорение \(a\):

\[\Delta v = v_0 - 0 = 400 \, \text{м/с}\]
\[s = 0,5 \, \text{м}\]

\[a = \frac{(\Delta v)^2}{2s} = \frac{(400 \, \text{м/с})^2}{2 \cdot 0,5 \, \text{м}}\]

\[a = 160000 \, \text{м/с}^2\]

Теперь мы можем найти силу сопротивления грунта:

\[F = 0,007 \, \text{кг} \cdot \frac{400 \, \text{м/с}}{\sqrt{\frac{2 \cdot 0,5 \, \text{м}}{160000 \, \text{м/с}^2}}}\]

\[F = 0,007 \, \text{кг} \cdot \frac{400 \, \text{м/с}}{\sqrt{\frac{1}{8000} \, \text{м/с}^2}}\]

\[F = 0,007 \, \text{кг} \cdot 400 \, \text{м/с} \cdot \sqrt{8000} \, \text{м/с}\]

\[F \approx 1,788 \, \text{Н}\]

Сила сопротивления грунта движению пули составляет приближенно 1,788 Ньютона.

Категория: по физике | Просмотров: 1 | Рейтинг: 0.0/0