Определите силу давления пороховых газов, считая ее постоянной, если вылетает снаряд массой 2 кг из ствола орудия

Sinica

57

Чтобы определить силу давления пороховых газов, мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс - это произведение массы объекта на его скорость. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов системы до и после взаимодействия остается постоянной.

В нашем случае, снаряд вылетает из ствола орудия горизонтально. Это значит, что вертикальная компонента импульса равна нулю. Мы можем использовать этот факт и закон сохранения импульса только для горизонтальной компоненты импульса.

Перед вылетом снаряда, его импульс равен:

\[ p_{\text{нач}} = m \cdot v \]

Где:
\( p_{\text{нач}} \) - импульс снаряда перед вылетом
\( m \) - масса снаряда (2 кг)
\( v \) - скорость снаряда (1000 м/с)

Теперь, когда снаряд вылетел, скорость ствола и снаряда равны 0, так как они взаимодействовали. Импульс после вылета снаряда равен 0.

\[ p_{\text{кон}} = 0 \]

Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после вылета снаряда должна быть равна:

\[ p_{\text{нач}} + p_{\text{другой}} = p_{\text{кон}} \]

Выразим силу давления пороховых газов:

\[ p_{\text{другой}} = p_{\text{кон}} - p_{\text{нач}} \]

Из условия, \( p_{\text{кон}} = 0 \) и \( p_{\text{нач}} = m \cdot v \), поэтому:

\[ p_{\text{другой}} = 0 - m \cdot v \]
\[ p_{\text{другой}} = -m \cdot v \]

Финальный ответ:

Сила давления пороховых газов равна -2000 Н (ньютон).

Обратите внимание на отрицательное значение силы давления. Это указывает на то, что газы оказывают силу на снаряд в противоположном направлении его движения.