Возьмем СИСТЕМУ ОТСЧЕТА относительно Земли.
Дано:
M = 300 г = 0,3 кг
m = 100 г = 0,01 кг
u = 100 м/c
v = ?
1) состояние - это покой ракеты и газов.
2) Состояние - вырывающиеся газы из сопла и летящая ракета.
За малый промежуток времени значительное изменение импульса не произойдет, значит воспользуемся ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА:
(Без векторов, ось координат направлена вдоль движения ракеты вверх)
0 = Mv - mu (газы вырываются мгновенно, значит их нет в массе взлетающей оболочки)
Mv = mu
v = (m/M) * u = (0,1 / 0,3) * 100 = (1/3) * 100 = 33,33 м/c - модели ракеты.
ответ: скорость модели ракеты равна 33,3 м/c.
Все очень просто.
Вы совершенно правы на счет полураспада. При этом если взять 1 кг радиоактивного в-ва ( все приведенные цифры совершенно с потолка только для объяснения эффекта) то этот кг выделит в секунду 1000 нейтронов (нейтроны тоже с потолка. могут быть разные частицы). Эти нейтроны пролетят сквозь этот кг и некоторые поглотятся, а некоторые просто улетят в бесконечность. Те, которые поглотились соответственно вызовут в этих ядрах новый распад (вылет парочки нейтронов) и картина повторится (часть поглотится, часть улетит). В этом и заключается фишка! Если кол-во поглощенных больше 500 (при учете что распад одного ядра даст 2 нейтрона), то с каждым циклом кол-во вылетевших будет увеличиваться (например 501*2=1002 уже на 2 больше), или как говорят начнется цепная реакция. Кол-во поглощенных растет в прогрессии и получается взрыв т.к. с каждым распадом еще и выделяется тепло. Теперь случай когда поглощенных меньше. При каждом цикле деления их (нейтронов) вылетает все меньше и меньше. Реакция затухает, но не до нуля за счет неустойчивой конфигурации самого ядра. Вывод: нужно больше поглощей нейтронов. Это можно сделать двумя привнести внешние нейтроны (например поставить отражающие устройства, которые вернут вылетевшие из в-ва нейтроны обратно в в-во. И второй увеличить объем в-ва (или его массу), чтоб нейтрон до вылета проходил больший путь внутри в-ва и в конечном итоге поглотился. Этот пороговый объем и называется критической массой. Т.е. если масса меньше критической массы - реакция затухает. Больше - взрывается.
Объяснение:
Можно еще добавить аналогию с газовой горелкой. Например у нас есть с гремучей смесью кислород и водород. С подаем смесь в горелку и поджигаем. В первый момент мы слышим хлопок. Это сгоревшая тройка 2Н и 1О соединились, выделили тепло и подожгли всех соседей в своем окружении. Эти соседи соединились и в свою очередь подожгли своих соседей снаружи. Таким образом сфера поджига растет во все стороны образую сферу. Раз сфера растет, то площадь сферы увеличивается в кубической последовательности (геометрия, площадь сферы). Вот Вам цепная реакция. Если загорится такая тройка в будет взрыв (при нагревании тела расширяются). И дальше из сопла горелки выходит смесь, которая горит. Загораются только вновь вылетевшие и передают температуру опять вновь вылетевшим. Те, что вылетели ранее уже сгорели. Идет постоянный процесс (в нашем случае простой распад).