Каково должно быть соотношение между массами снаряда и платформы (вместе с орудием), если платформа с установленным на ней орудием движется по рельсам со скоростью 10 м/с, а из орудия производится выстрел вдоль рельсов в направлении движения со скоростью снаряда относительно платформы 400 м/с, чтобы скорость платформы уменьшилась в 10 раз?

Физика 11 класс Закон сохранения импульса соотношение масс снаряд платформа скорость выстрел физика 11 класс законы физики движение по рельсам импульс механика Новый

Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс системы до выстрела должен быть равен импульсу системы после выстрела.

Шаг 1: Определим начальный импульс системы.

• Пусть масса платформы с орудием равна M, а масса снаряда равна m.
• Скорость платформы Vp = 10 м/с.
• Начальный импульс системы P1 = M * Vp.

Шаг 2: Определим конечный импульс системы после выстрела.

• После выстрела скорость платформы уменьшилась в 10 раз, то есть Vp' = Vp / 10 = 10 м/с / 10 = 1 м/с.
• Скорость снаряда относительно земли будет равна Vp + Vs, где Vs - скорость снаряда относительно платформы. Так как снаряд вылетает в том же направлении, что и платформа, то Vs = 400 м/с. Таким образом, скорость снаряда относительно земли V = Vp + Vs = 10 м/с + 400 м/с = 410 м/с.
• Конечный импульс системы P2 = (M + m) * Vp' + m * V = (M + m) * 1 м/с + m * 410 м/с.

Шаг 3: Применим закон сохранения импульса.

Согласно закону сохранения импульса, P1 = P2.

Подставим выражения для импульсов:

M * 10 = (M + m) * 1 + m * 410.

Шаг 4: Упростим уравнение.

10M = M + m + 410m.

10M = M + 411m.

10M - M = 411m.

9M = 411m.

Шаг 5: Найдем соотношение между массами.

Теперь выразим соотношение:

M/m = 411/9.

Таким образом, соотношение между массами снаряда и платформы (вместе с орудием) должно быть 411:9.

Это означает, что масса платформы должна быть примерно 45.67 раз больше массы снаряда, чтобы при выстреле платформа замедлилась в 10 раз.