Какова скорость ракетоплана в конце первой секунды движения, если реактивный двигатель выбрасывает газовые порции массы 102 г и скорость вылета из сопла двигателя равна 663 м/с, а в двигателе происходит 10 взрывов в 1 секунду?
Детальное объяснение:
Импульс — это физическая величина, которая равна произведению массы тела на его скорость. В данном случае, импульс ракетоплана в начале движения равен нулю, так как он находится в состоянии покоя. В конце первой секунды движения, ракетоплан приобретает некоторую скорость, так как реактивный двигатель работает, выбрасывая газовые порции.
Давайте рассмотрим каждую газовую порцию. Масса каждой порции равна 102 г, а скорость выброса из сопла двигателя равна 663 м/с. Следовательно, импульс каждой порции равен произведению массы на скорость:
Импульс одной порции = (масса порции) × (скорость выброса)
Импульс одной порции = 102 г × 663 м/с
Количество порций, выбрасываемых двигателем за одну секунду, равно 10. Поэтому суммарный импульс всех порций будет равен:
Суммарный импульс = (импульс одной порции) × (количество порций)
Суммарный импульс = (102 г × 663 м/с) × 10
Далее, по закону сохранения импульса, суммарный импульс всех порций должен быть равен импульсу ракетоплана в конце первой секунды движения. Так как импульс в начале движения равен нулю, имеем:
Импульс ракетоплана в конце 1 сек = (импульс одной порции) × (количество порций)
Импульс ракетоплана в конце 1 сек = (102 г × 663 м/с) × 10
Измерения массы порций даны в граммах, однако для удобства дальнейших рассчетов ее следует привести в килограммы. Для этого нужно разделить массу на 1000:
Импульс ракетоплана в конце 1 сек = ((102 г / 1000) кг × 663 м/с) × 10
Теперь мы можем рассчитать импульс ракетоплана в конце первой секунды движения.
По формуле:
Импульс = масса × скорость
Поскольку искомая величина — это скорость в конце первой секунды движения, мы должны разделить импульс на общую массу ракетоплана:
Скорость = Импульс / масса
Теперь мы можем рассчитать искомую скорость:
Скорость = (Импульс ракетоплана в конце 1 сек) / (общая масса ракетоплана)
Общая масса ракетоплана не была дана в условии задачи, поэтому мы не сможем точно рассчитать конечную скорость ракетоплана. Однако, мы можем выразить скорость в конце первой секунды движения через отношение импульса к общей массе ракетоплана:
Скорость = (Импульс ракетоплана в конце 1 сек) / (общая масса ракетоплана)
Таким образом, мы можем получить выражение для скорости ракетоплана в конце первой секунды движения, но точное численное значение нам неизвестно без информации об общей массе ракетоплана.