ЗАДАЧА ПО ФИЗИКЕ 1 КУРС!! На рельсах стоит платформа, на которой закреплено орудие без противооткатного устройства. Из орудия производят выстрел вдоль железнодорожного полотна. Масса снаряда т1 = 10 кг, его скорость v1 = 1 км/с. Масса платформы с орудием М = 20т. На какое расстояние L откатится платформа после выстрела, если коэффициент трения μ = 0,002? Нужно подробное решение с выводами формул. Буду очень благодарна!
Для решения данной задачи воспользуемся законами сохранения иммпульса и законом Ньютона:
Запишем закон сохранения импульса для системы "снаряд + платформа":m1 v1 = (m1 + M) v2,
где m1 - масса снаряда, v1 - его начальная скорость, M - масса платформы с орудием, v2 - скорость платформы после выстрела.
Выразим скорость v2:v2 = m1 v1 / (m1 + M) = 10 1000 / (10 + 20000) = 9.95 м/c.
Теперь применим закон Ньютона для платформы:Fтр = μ * N,
где Fтр - сила трения, N - нормальная реакция опоры на платформу.
Найдем нормальную реакцию опоры:N = M * g,
где g - ускорение свободного падения (g = 9.81 м/c^2).
Теперь найдем силу трения:Fтр = μ M g.
Сила трения приведет к откату платформы на расстояние L:L = Fтр * t^2 / 2M,
где t = (v2 - 0) / a, a - ускорение платформы.
Найдем ускорение платформы:a = Fтр / M = μ * g.
Подставим все значения:L = μ M g ((m1 v1) / (m1 + M))^2 / (2 M μ * g) ≈ 0.25 м.
Таким образом, платформа откатится на расстояние примерно 0.25 м после выстрела.