Задание 26 ЕГЭ по физике · 60B2BE
Масса ствола пушки
Пушка, закреплённая на высоте 5 м, стреляет в горизонтальном направлении снарядами массой 10 кг. Вследствие отдачи её ствол сжимает на 1 м пружину жёсткостью 6⋅ 10 3 Н/м, производящую перезарядку пушки. При этом на сжатие пружины идёт относительная доля η=16 энергии отдачи. Какова масса ствола, если дальность полёта снаряда равна 600 м? Сопротивлением воздуха при полёте снаряда пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Найдём время полёта снаряда по вертикальному движению. Начальная вертикальная скорость равна нулю.
t===1 с
Из дальности горизонтального полёта найдём скорость снаряда.
v=Lt=6001=600 м/с
Кинетическая энергия сжатой пружины составляет долю η энергии отдачи.
Eпруж=kx22=6⋅103⋅122=3000 Дж
Определим полную энергию отдачи.
Eотд=Eпружη=30001/6=18000 Дж
По закону сохранения импульса при выстреле импульс снаряда по модулю равен импульсу ствола: mv=Mu. Поэтому энергия отдачи ствола выражается через массу ствола.
Eотд=Mu22=m2v22M
Подставим известные значения и найдём массу ствола.
M=m2v22Eотд=102⋅60022⋅18000=1000 кг
t===1 с
Из дальности горизонтального полёта найдём скорость снаряда.
v=Lt=6001=600 м/с
Кинетическая энергия сжатой пружины составляет долю η энергии отдачи.
Eпруж=kx22=6⋅103⋅122=3000 Дж
Определим полную энергию отдачи.
Eотд=Eпружη=30001/6=18000 Дж
По закону сохранения импульса при выстреле импульс снаряда по модулю равен импульсу ствола: mv=Mu. Поэтому энергия отдачи ствола выражается через массу ствола.
Eотд=Mu22=m2v22M
Подставим известные значения и найдём массу ствола.
M=m2v22Eотд=102⋅60022⋅18000=1000 кг
Пример ответа
Масса ствола равна 1000 кг.
Источник: Открытый банк ФИПИ 60B2BE
Похожие задания
26Небольшой кубик массой m=1 кг начинает скользить с нулевой начальной скоростью по гладкой горке, переходящей…Кубик в мёртвой петле · 01DB3F26Снаряд в полёте разорвался на два равных осколка, один из которых продолжил движение по направлению движения…Масса снаряда после взрыва · 03765426Два шарика, массы которых m=0,1 кг и M=0,2 кг, висят, соприкасаясь, на нитях. Левый шарик отклоняют на угол…Удар шариков и теплота · 04966626К бруску массой М прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один…Ускорение бруска с блоком · 04DCB426К бруску массой М = 2 кг прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая…Ускорение бруска с блоком · 08702326Имеется недеформированная пружина длиной L = 20 см и жёсткостью k = 30 Н/м, груз массой m = 0,2 кг, а также…Груз на вращающемся диске · 0DDE03
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.