Объяснение:
Дано:
m₁ = 348 кг
V₁ = 22 м/с
V₂ = 18 м/с
m₂ - ?
Шаг 1. Поскольку до старта ракеты она находилась в состоянии покоя, то импульс системы «ракета — газы» до старта был равен:
p₀ = 0 кг·м/с.
Шаг 2. Обозначив начальную скорость ракеты после старта V₁, вычисли импульс ракеты после старта по формуле:
p₁ = m₁⋅V₁;
p₁ = 348·22 = 7656 кг·м/с.
Шаг 3. Обозначив массу газов после старта m₂, составь выражение для вычисления импульса газов после старта согласно формуле импульса:
p₂ =m₂⋅V₂;
p₂ = 18·m₂
Шаг 4. Учитывая, что после старта ракета и газы движутся в противоположные стороны, составь выражение для вычисления суммарного импульса системы «ракета — газы» после старта:
p′ = p₁ - p₂ = 7656 - 18·m₂
Шаг 5. Поскольку система «ракета — газы» — замкнутая, то для неё выполняется закон сохранения импульса:
p₀ = p′.
Согласно данному равенству запиши закон сохранения импульса для данной системы:
0 = 7656 - 18·m₂
Шаг 6. Реши получившееся уравнение относительно m₂, ответ переведи в тонны и округли до целых:
m₂ = 7656 / 18 ≈ 425 кг ≈ 0,4 т
l = v^2/2a откуда можно получить ускорение a = v^2/2l
Поскольку F = ma, получаем уравнение для вычисления силы
F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н
Эту же задачу можно решить, применяя динамический подход.
Поскольку кинетическая энергия мотоциклиста равна mv0^2/2 была израсходована на совершение работы против сил трения на пути l,
каковая работа определяется как A = Fl, то, приравняв эти два выражения друг другу
mv0^2/2 = Fl
получим то же самое выражение:
F = mv^2/2l = 1000*900/180 = 5000 Н