В известном произведении о капитане Врунгеле сказано, что он использовал для ускорения своей яхты «выстрелы» пробками из бутылок с шампанским, т.е. своеобразный реактивный двигатель. Взяв за основу выражение для реактивной силы и оценив на глазок массу пробки и скорость ее вылета из бутылки, рассчитайте, сколько « выстрелов» в секунду нужно сделать, чтобы развить силу хотя бы в 1000Н (то же, что поднять предмет массой 100 кг).
Для того чтобы рассчитать количество «выстрелов» в секунду, необходимых для развития силы в 1000 Н, нужно знать массу пробки и скорость ее вылета.
Пусть масса пробки равна 10 г (0,01 кг), а скорость ее вылета равна 10 м/с.
Сила, развиваемая пробкой при вылете, равна изменению импульса:
F = Δp / Δt,
где Δp - изменение импульса, Δt - время вылета пробки.
Импульс пробки при вылете равен:
p = m * v,
где m - масса пробки, v - скорость вылета.
Из этого следует, что изменение импульса равно:
Δp = m * v.
Подставляя в формулу для силы, получаем:
F = m v / Δt,
1000 = 0,01 10 / Δt,
1000 = 0,1 / Δt,
Δt = 0,1 / 1000 = 0,0001 с.
Итак, для того чтобы развить силу 1000 Н, капитан Врунгель должен делать примерно 1 / 0,0001 = 10 000 "выстрелов" в секунду.