Механика (нет в… — Задание Физика 8 Класс №00049741
Механика (нет в 2026)
№2. Задание без номера
ID: 00049741
Андрей 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 Андрей узнал, что стандартный заряд весит $1{,}2\text{ кг}$ и взлетает на высоту $150\text{ м}$. 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 $4184\text{ Дж}$. Ускорение свободного падения $10\text{ Н/кг}$. 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?
Источник: ВПР 2020
Решение
Заряд салюта получает энергию при взрыве и тратит её на подъём. Сопротивления воздуха нет, поэтому энергия только меняет вид: у земли она в скорости, наверху в высоте. Этого хватит на все три вопроса.
Вопрос 1. Вся энергия ушла на подъём, значит, она равна потенциальной энергии наверху. «Весит $1{,}2$ кг» здесь значит масса $1{,}2$ кг:
$$E=mgh=1{,}2\cdot10\cdot150=1800\text{ Дж}$$
В грамме тротила $4184$ Дж, поэтому:
$$\dfrac{1800}{4184}\approx0{,}43\text{ г}$$
Вопрос 2. У земли та же энергия стала кинетической, $E=\dfrac{mv^2}{2}$. Отсюда:
$$v^2=\dfrac{2E}{m}=\dfrac{2\cdot1800}{1{,}2}=3000,\quad v=\sqrt{3000}\approx54{,}8\text{ м/с}$$
Вопрос 3. Заметь: высота зависит от квадрата скорости, $h=\dfrac{v^2}{2g}$. Скорость больше в $1{,}05$ раза, значит, высота больше в $1{,}05^2=1{,}1025$ раза:
$$h=150\cdot1{,}1025\approx165\text{ м}$$
Проверим прямым счётом: $54{,}8\cdot1{,}05\approx57{,}5$ м/с, а $\dfrac{57{,}5^2}{20}\approx165$ м. Сошлось.
Ответ
Другие задания по теме «Механика (нет в 2026)» (8)
- Задание — №00050328 — Николай заинтересовался, как работает заряд для салюта. В научно-популярной…
- Задание — №00050311 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 25…
- Задание — №00050310 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 25…
- Задание — №00050295 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 55…
- Задание — №00050280 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 35…
- Задание — №00050273 — Школьника попросили определить объём одной монетки и выдали для этого 55…
- Задание — №00050266 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 55…
- Задание — №00050245 — Школьника попросили определить массу одной монетки и выдали для этого 25…