23 февраля, 20:50

Из пружинного пистолета, который находится на высоте 1 м над поверхностью Земли, производят горизонтальный выстрел. Масса снаряда составляет 80 грамм, до выстрела пружина жесткостью 1800 Н/м была сжата на 4 см. Сопротивлением воздуха пренебречь.

1-Опишите, какие происходят превращения энергии снаряда при его движении (от момента выстрела до падения на поверхность Земли).

2-Найдите скорость вылета снаряда из пистолета.

3-Найдите скорость, которой обладает снаряд непосредственно падением на поверхность Земли.

+2
Ответы (1)
  1. 23 февраля, 21:39
    0
    1. До выстрела пружина пистолета сжата, то есть обладает потенциальной энергией. В момент выстрела пружина разжимается, толкая снаряд, при этом её потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию снаряда. Горизонтальное перемещение снаряда не меняет его энергию, но при этом он ещё и падает, значит его потенциальная энергия уменьшается, а точнее переходит в кинетическую (в добавок к начальной его кинетической энергии от пружины). Чем ниже снаряд, тем меньше его потенциальная энергия, и тем выше кинетическая (то есть и скорость движения). У самой земли прям перед падением его потенциальная энергия равна 0, а кинетическая максимальна.

    2. Найдём скорость вылета V0 через начальную кинетическую энергию Eк0:

    Eк0 = m*V0²/2

    Как говорилось выше, эта кинетическая энергия равна потенциальной энергии сжатой пружины Eпр:

    Eк0 = Eпр

    m*V0²/2 = Eпр

    Потенциальная энергия пружины жёсткостью k, сжатой на величину x:

    Eпр = k*x²/2, тогда

    m*V0²/2 = k*x²/2

    m*V0² = k*x²

    V0 = √ (k*x²/m)

    V0 = √ (1800 Н/м * (4 см) ² / 80 г)

    Переведу всё в СИ:

    V0 = √ (1800 Н/м * (0,04 м) ² / 0,08 кг)

    V0 = √ (36 м²/с²)

    V0 = 6 м/с

    3. На высоте h = 1 м снаряд обладал потенциальной энергией относительно земли:

    Eп = m*g*h

    Прям перед падением на землю вся эта потенциальная энергия перешла в кинетическую (в добавок к кинетической энергии от пружины). Тогда перед падением кинетическая энергия:

    Eк = Eпр + Eп

    Eк = k*x²/2 + m*g*h

    Распишем кинетическую энергию через массу m и искомую скорость V:

    m*V²/2 = k*x²/2 + m*g*h

    V = √ (k*x²/m + 2*g*h)

    V = √ (1800 Н/м * (0,04 м) ² / (0,08 кг) + 2 * 10 Н/кг * 1 м)

    V = √ (56 м²/с²)

    V ≈ 7,5 м/с
Знаешь ответ?
Не уверен в ответе?
Найди верный ответ на вопрос ✅ «Из пружинного пистолета, который находится на высоте 1 м над поверхностью Земли, производят горизонтальный выстрел. Масса снаряда ...» по предмету 📙 Физика, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.
Искать другие ответы