Global EE

Механика (нет в… — Задание Физика 8 Класс №00049743

Задание №16. №10. Обработка Результатов Эксперимента. Механика (нет в 2026)

Механика (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00049743

Сергей 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 Сергей узнал, что стандартный заряд весит $1{,}2\text{ кг}$ и взлетает на высоту $160\text{ м}$. 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 $5\%$. На сколько процентов при этом будет больше высота полёта заряда?

Источник: ВПР 2020

Решение

Здесь Сергея интересует не сама новая высота, а её прибавка в процентах. Подумай: скорость растёт на $5\%$, а высота? Сначала разберём энергию.

Вопрос 1. Энергия взрыва идёт на подъём:

$$E=mgh=1{,}2\cdot10\cdot160=1920\text{ Дж}$$

В тротиловом эквиваленте это $\dfrac{1920}{4184}\approx0{,}46$ г.

Вопрос 2. У земли энергия кинетическая:

$$v^2=\dfrac{2E}{m}=\dfrac{2\cdot1920}{1{,}2}=3200,\quad v=\sqrt{3200}\approx56{,}6\text{ м/с}$$

Вопрос 3. По закону сохранения $h=\dfrac{v^2}{2g}$, то есть высота пропорциональна квадрату скорости. Отношение высот не зависит от самой скорости:

$$\dfrac{h_2}{h_1}=1{,}05^2=1{,}1025$$

Значит, высота больше на $0{,}1025$ от прежней, то есть на $10{,}25\%$.

Проверим числом: новая скорость $59{,}4$ м/с, новая высота $\dfrac{59{,}4^2}{20}\approx176{,}4$ м, а $\dfrac{176{,}4}{160}\approx1{,}10$. Всё сходится.

Ответ

1) 1920 Дж, примерно 0,46 г в тротиловом эквиваленте; 2) примерно 56,6 м/с; 3) на 10,25 %
Другие задания по теме «Механика (нет в 2026)» (8)