Какая будет максимальная скорость шарика, когда он будет отпущен, учитывая, что после отпускания шарик теряет
Какая будет максимальная скорость шарика, когда он будет отпущен, учитывая, что после отпускания шарик теряет газ с постоянной скоростью 20 м/с? Масса шарика составляет 100 г, а масса воздуха в шарике составляет 150 г. Ответите, пожалуйста.
Sarancha 18
Для решения данной задачи нам необходимо применить закон сохранения импульса. Импульс - это произведение массы объекта на его скорость.Изначально шарик находится в покое, поэтому его начальный импульс равен нулю.
Когда шарик отпускают, он начинает двигаться вниз и приобретает скорость. В то же время, шарик теряет газ с постоянной скоростью 20 м/с. Это означает, что каждую секунду шарик теряет 20 м/с скорости. Мы можем выразить это в виде уравнения:
\[(масса\ шарика + масса\ воздуха) \cdot (начальная\ скорость\ шарика) - масса\ воздуха \cdot (скорость\ теряющегося\ газа) = (масса\ шарика + масса\ воздуха) \cdot (конечная\ скорость\ шарика)\]
Подставим известные значения и решим уравнение:
\[(0.1\ кг + 0.15\ кг) \cdot (0\ м/с) - 0.15\ кг \cdot (20\ м/с) = (0.1\ кг + 0.15\ кг) \cdot V_{кон}\]
\[0 - 3\ кг \cdot м/с = 0.25\ кг \cdot V_{кон}\]
\[V_{кон} = \frac{-3\ кг \cdot м/с}{0.25\ кг} = -12\ м/с\]
Таким образом, максимальная скорость шарика, когда он будет отпущен, составит 12 м/с вверх (противоположно направлению движения газа).