Global EE

Механика (нет в… — Задание Физика 8 Класс №00050328

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

Механика (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00050328

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 $1{,}2\text{ кг}$ 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

Представь заряд: у земли он летит быстро, а наверху на миг останавливается. Энергия взрыва за это время никуда не исчезает, только меняет вид, потому что воздухом мы пренебрегаем.

Вопрос 1. Вся энергия тратится на подъём, поэтому равна потенциальной энергии в верхней точке. «Весит $1{,}2$ кг» значит масса $1{,}2$ кг:

$$E=mgh=1{,}2\cdot10\cdot100=1200\text{ Дж}$$

Делим на энергию одного грамма тротилового эквивалента:

$$\dfrac{1200}{4184}\approx0{,}29\text{ г}$$

Вопрос 2. На старте вся энергия кинетическая, $E=\dfrac{mv^2}{2}$. Значит:

$$v^2=\dfrac{2\cdot1200}{1{,}2}=2000,\quad v=\sqrt{2000}\approx44{,}7\text{ м/с}$$

Вопрос 3. По закону сохранения энергии $h=\dfrac{v^2}{2g}$, высота пропорциональна квадрату скорости. Новая скорость в $1{,}05$ раза больше:

$$h=100\cdot1{,}05^2=100\cdot1{,}1025\approx110\text{ м}$$

Сверимся напрямую: новая скорость примерно $46{,}9$ м/с, а $46{,}9^2:20\approx110$ м. То же число.

Ответ

1) 1200 Дж, примерно 0,29 г в тротиловом эквиваленте; 2) примерно 44,7 м/с; 3) примерно 110 м
Другие задания по теме «Механика (нет в 2026)» (8)