Какова сила сопротивления обшивки судна толщиной 20 см, когда меч-рыба массой 10 кг пробивает ее при скорости атаки

Sherlok

69

Для решения данной задачи нам потребуется применить закон сохранения энергии. Когда меч-рыба проникает через обшивку судна, его кинетическая энергия преобразуется в работу по пробиванию. Сила сопротивления обшивки судна будет равна силе, с которой меч-рыба пробивает обшивку.

Шаг 1: Найдем кинетическую энергию меча-рыбы.
Кинетическая энергия выражается следующей формулой:
\[E_k = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\]
где \(m\) - масса меча-рыбы, а \(v\) - его скорость.

Подставим известные значения и решим:
\[E_k = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{кг} \cdot (140 \, \text{км/ч})^2\]
\[E_k = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{кг} \cdot (140000 \, \text{м/ч})^2\]
\[E_k = \frac{1}{2} \cdot 10 \, \text{кг} \cdot (1400000000 \, \text{м}^2/\text{ч}^2)\]
\[E_k = 7000000000 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{ч}^2\]

Ответ: Кинетическая энергия меча-рыбы составляет 7000000000 кг·м²/ч².

Шаг 2: Найдем работу, совершенную при пробивании обшивки судна.
Работа равна произведению силы на перемещение. В данном случае, сила сопротивления будет равна работе.
\[W = F \cdot d\]
где \(W\) - работа, \(F\) - сила сопротивления и \(d\) - перемещение меча-рыбы (толщина обшивки судна).

Подставим известные значения и решим:
\[7000000000 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{ч}^2 = F \cdot 0.2 \, \text{м}\]

Выразим силу сопротивления:
\[F = \frac{7000000000 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{ч}^2}{0.2 \, \text{м}}\]
\[F = 35000000000 \, \text{Н}\]

Ответ: Сила сопротивления обшивки судна равна 35000000000 Н.

Таким образом, мы нашли силу, с которой меч-рыба пробивает обшивку судна.