Global EE

Механика (нет в… — Задание Физика 8 Класс №00049897

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

Механика (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00049897

Николай 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 Николай узнал, что стандартный заряд весит $1\text{ кг}$ и взлетает на высоту $100\text{ м}$. 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 2024

Решение

Заряд выстреливает вверх, взрыв даёт ему энергию, а подъём её тратит. Воздух не мешает, поэтому энергия только меняет вид: у земли это скорость, наверху высота.

Вопрос 1. Вся энергия ушла на подъём и равна потенциальной энергии наверху. «Весит $1$ кг» здесь значит масса $1$ кг:

$$E=mgh=1\cdot10\cdot100=1000\text{ Дж}$$

Один грамм тротилового эквивалента — это $4184$ Дж, поэтому:

$$\dfrac{1000}{4184}\approx0{,}24\text{ г}$$

Вопрос 2. У земли та же энергия стала кинетической, $E=\dfrac{mv^2}{2}$:

$$v^2=\dfrac{2E}{m}=\dfrac{2\cdot1000}{1}=2000,\quad v=\sqrt{2000}\approx44{,}7\text{ м/с}$$

Вопрос 3. Заметь: высота $h=\dfrac{v^2}{2g}$ зависит от квадрата скорости. Скорость больше в $1{,}05$ раза, значит, высота больше в $1{,}05^2=1{,}1025$ раза:

$$h=100\cdot1{,}1025\approx110\text{ м}$$

Проверим прямым счётом: $44{,}7\cdot1{,}05\approx46{,}9$ м/с, а $\dfrac{46{,}9^2}{20}\approx110$ м. Всё сходится.

Ответ

1) 1000 Дж, примерно 0,24 г в тротиловом эквиваленте; 2) примерно 44,7 м/с; 3) примерно 110 м
Другие задания по теме «Механика (нет в 2026)» (8)