Владимир интересуется о том, как происходит работа заряда для салюта. В онлайн научно-популярной статье было указано

Magicheskiy_Zamok_7353

19

Использовать следующие данные:

Масса заряда: \(m = 0.8\) кг
Высота подъема заряда: \(h = 120\) м
Энергия взрыва: \(E = 4184\) Дж
Ускорение свободного падения: \(g = 10\) Н/кг

Для решения данной задачи нам понадобятся следующие физические законы:

1. Закон сохранения энергии: \(E_{\text{пот}} + E_{\text{кин}} + E_{\text{тр}} = \text{const}\), где
- \(E_{\text{пот}}\) - потенциальная энергия
- \(E_{\text{кин}}\) - кинетическая энергия
- \(E_{\text{тр}}\) - работа трения

2. Потенциальная энергия взлетающего заряда: \(E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h\)

3. Кинетическая энергия заряда при взлете: \(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m \cdot v^2\), где
- \(v\) - скорость заряда в верхней точке его подъема

4. Работа трения при взлете: \(E_{\text{тр}} = f \cdot d\), где
- \(f\) - сила трения
- \(d\) - путь, пройденный зарядом

У нас есть данные о массе заряда (\(m\)) и высоте подъема (\(h\)). Мы можем найти значения потенциальной и кинетической энергии, а также работу трения, используя указанные формулы.

1. Потенциальная энергия:
\[E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h = 0.8 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 120 \, \text{м} = 960 \, \text{Дж}\]

2. Кинетическая энергия:
Мы знаем, что в верхней точке подъема кинетическая энергия равна нулю. Таким образом, \(E_{\text{кин}} = 0\) Дж.

3. Работа трения:
По закону сохранения энергии, сумма потенциальной и кинетической энергии должна быть равна начальной энергии взрыва (\(E\)). Следовательно,
\[E_{\text{тр}} = E - E_{\text{пот}} - E_{\text{кин}} = 4184 \, \text{Дж} - 960 \, \text{Дж} - 0 \, \text{Дж} = 3224 \, \text{Дж}\]

Таким образом, работа трения при взлете заряда составляет 3224 Дж.

В результате расчетов мы получили, что энергия, выделенная при взрыве этого заряда, равна 4184 Дж, а работа трения, которую нужно совершить для его взлета, составляет 3224 Дж. Это объясняет, как происходит работа заряда для салюта.