Из пушки, установленной на железнодорожной платформе общей массой М=65т, вылетает снаряд под углом 60 градусов к горизонту со скоростью 400 м/с относительно Земли. Масса снаряда 200 кг. Какова скорость, с которой начала двигаться платформа с пушкой?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса платформа скорость снаряд угол 60 градусов физика закон сохранения импульса Движение железнодорожная платформа масса вылет пушка относительная скорость Новый

Для решения задачи о движении платформы с пушкой и снаряда, необходимо использовать закон сохранения импульса. Этот закон гласит, что в замкнутой системе, если на нее не действуют внешние силы, суммарный импульс системы остается постоянным.

В данной ситуации мы имеем:

• Масса платформы с пушкой, М = 65 т = 65000 кг;
• Масса снаряда, m = 200 кг;
• Скорость снаряда относительно Земли, V = 400 м/с;
• Угол вылета снаряда, α = 60 градусов.

Сначала найдем горизонтальную и вертикальную компоненты скорости снаряда:

• Горизонтальная компонента: Vx = V * cos(α) = 400 * cos(60°) = 400 * 0.5 = 200 м/с;
• Вертикальная компонента: Vy = V * sin(α) = 400 * sin(60°) = 400 * (sqrt(3)/2) ≈ 346.41 м/с.

Так как платформа с пушкой до выстрела была в состоянии покоя, ее начальный импульс равен нулю. После выстрела, импульс системы должен остаться равным нулю. Обозначим скорость платформы с пушкой после выстрела как Vp.

Согласно закону сохранения импульса, можем записать уравнение:

Импульс до выстрела = Импульс после выстрела

0 = m * Vx - M * Vp

Где:

• m * Vx — импульс снаряда после выстрела;
• M * Vp — импульс платформы с пушкой после выстрела.

Подставим известные значения:

0 = 200 * 200 - 65000 * Vp

Решим это уравнение относительно Vp:

65000 * Vp = 200 * 200

Vp = (200 * 200) / 65000

Vp = 40000 / 65000 ≈ 0.615 м/с.

Таким образом, скорость, с которой начала двигаться платформа с пушкой, составляет примерно 0.615 м/с.