РУҚА
26

Шешімі: Масса снаряда после взрыва

ЕГЭ · Физика · Тапсырма 26 · Энергия және импульс
КүрделіФИПИ037654Толық шешім≈ 8 минутТалдау 7 қадам
Условие

Снаряд в полёте разорвался на два равных осколка, один из которых продолжил движение по направлению движения снаряда, а другой — в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков возросла за счёт энергии взрыва на величину $0{,}5\ \text{МДж}$. Модуль скорости осколка, движущегося по направлению движения снаряда, равен $900\ \text{м/с}$, а модуль скорости второго осколка равен $100\ \text{м/с}$. Найдите массу снаряда. Сопротивлением воздуха и массой порохового заряда можно пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

7 қадам
1

Рассмотрим систему, состоящую из снаряда и образовавшихся осколков. За короткое время взрыва внешним импульсом сопротивления воздуха можно пренебречь, поэтому импульс системы сохраняется. Пусть масса снаряда равна $M$, а его скорость до взрыва — $v$. Масса каждого осколка равна $M/2$.

2

Выберем направление движения снаряда положительным. Скорость второго осколка имеет знак минус. Из закона сохранения импульса:

$$Mv=\frac{M}{2}\cdot900-\frac{M}{2}\cdot100$$
3

После сокращения на $M$ находим скорость снаряда до взрыва:

$$v=\frac{900-100}{2}=400\ \text{м/с}$$
4

Кинетическая энергия до взрыва равна:

$$E_\text{до}=\frac{Mv^2}{2}=\frac{M\cdot400^2}{2}=80000M$$
5

Суммарная кинетическая энергия осколков после взрыва равна:

$$E_\text{после}=\frac{1}{2}\cdot\frac{M}{2}\cdot900^2+\frac{1}{2}\cdot\frac{M}{2}\cdot100^2=\frac{M}{4}(900^2+100^2)=205000M$$
6

По условию увеличение кинетической энергии произошло за счёт энергии взрыва и составляет $0{,}5\ \text{МДж}=500000\ \text{Дж}$. Поэтому:

$$E_\text{после}-E_\text{до}=205000M-80000M=125000M=500000$$

Отсюда масса снаряда равна:

$$M=\frac{500000}{125000}=4\ \text{кг}$$
Жауап

Масса снаряда равна $4\ \text{кг}$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Считать скорость второго осколка положительной, хотя он движется в противоположную сторону.

Использовать массу $M$ для каждого осколка вместо $M/2$.

Приравнять энергию взрыва к полной кинетической энергии осколков, не вычитая начальную кинетическую энергию снаряда.

Не обосновать применимость закона сохранения импульса при взрыве.

Закрепить приёмВ теме «Энергия және импульс» ещё 147 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 26 ЕГЭ, физика

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 7 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 148 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.