Динамика материальной точки и тела.
Пользователи
4 сообщений
С поверхности луны стартовала ракета массой m=1т. Спустя время t=1мин ракета достигла скорости V=2км/c. Определить массовый расход топлива, если скорость U истекающих из сопла ракеты газов равна 4 км/c. Силой тяжести пренебречь. Пожалуйста очень важно.
Просьба написать подробно, тк пытаюсь решить уже 2 день.
Пользователи
236 сообщений
Откуда: St.Petersburg
Кто: студент
Возраст: 33
«Пожалуйста очень важно. » — эта важность иллюзорна. Посмотрите чуть шире — и поймёте, что в сущности это не имеет никакой важности. Одновременно с этим в жизни ключевую роль могут играть (более того, так происходит, можно сказать, систематически) казалось бы совершенно незначительные мелочи.
«Просьба написать подробно, тк пытаюсь решить уже 2 день» — аналогичная просьба с моей стороны: напишите, в чём сложность.
Пользователи
4 сообщений
Такая задача похожая есть в Чертове 2.103 повышенной сложности. Я даже не знаю какие формулы применить к этой задачи.
Пользователи
236 сообщений
Откуда: St.Petersburg
Кто: студент
Возраст: 33
Как же Вы второй день пытаетесь её решить, не зная, какие формулы применить.
В первую очередь, думается, необходим закон сохранения импульса — он должен выполняться в каждый момент времени.
Скорость газов, пожалуй, следует считать постоянной относительно ракеты.
Пусть \(v(t)\) — скорость ракеты, \(c\) — расход топлива (не зависит от времени). По-видимому, ЗСИ будет выглядеть так:
Источник
Споверхности луны стартовала ракета массой mс = 2т. спустя время т ракета достигла первой (лунной) космической скорости v1 = 1,68 км/с. определить массовый расход ц топлива, если скорость u истечения газов из сопла ракеты равна 4 км/с. силой тяжести пренебречь
Ответы на вопрос
р=f/s; f=mg; g=10h/кг; f=80*10=800; 800/600=1,3
по специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «квант»
движению тела обычно препятствуют силы трения. если соприкасаются поверхности твердых тел, их относительному движению мешают силы сухого трения. характерной особенностью сухого трения является существование зоны застоя. тело нельзя сдвинуть с места, пока абсолютная величина внешней силы не превысит определенного значения. до этого момента между поверхностями соприкасающихся тел действует сила трения покоя, которая уравновешивает внешнюю силу и растет вместе с ней (рис. 1).
максимальное значение силы трения покоя определяется формулой
где μ— коэффициент трения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностен; n — сила нормального давления.
когда абсолютная величина внешней силы превышает значение fтр max, возникает относительное движение — проскальзывание. сила трения скольжения обычно слабо зависит от скорости относительного движения, и при малых скоростях ее можно считать равной fтр max.
движению тела в жидкости и газе препятствуют силы жидкого трения. главное отличие жидкого трения от сухого — отсутствие зоны застоя. в жидкости или газе не возникают силы трения покоя, и поэтому даже малая внешняя сила способна вызвать движение тела. сила жидкого трения при малых скоростях пропорциональна скорости, а при больших — квадрату скорости движения.
1. при экстренной остановке поезда, двигающегося со скоростью υ = 70 км/ч. тормозной путь составил s = 100 м. чему равен коэффициент трения между колесами поезда и рельсами? каким станет тормозной путь, если откажут тормоза в одном из n = 10 вагонов? массу локомотива принять равной массе вагона; силами сопротивления воздуха пренебречь.
при торможении ускорение а поезду сообщает сила трения fтр:
где μ — масса всего состава. сила трения представляет собой равнодействующую всех сил трения, действующих на состав (рис. 2), и равна по модулю .
с другой стороны, . подставляя это значение в выражение для μ, получаем
в том случае, когда не работают тормоза у одного из вагонов, суммарная сила трения, действующая на вагоны и локомотив, равна
где m — масса одного вагона. масса всего состава равна μ = (п + 1)∙m, так что . ускорение поезда в этом случае равно
Источник
Журнал «Все о Космосе»
21 сентября 1970 года с поверхности Луны стартовала ракета «Луна — Земля»
20 сентября 1970 года в 8:18 станция “Луна-16” совершила мягкую посадку на Луну в точке 0°30′49″ ю. ш. 56°21′50″ в. д.G. При этом снижение до высоты 20 м и скорости 2,5 м/сек было обеспечено несколькими включениями основного двигателя посадочной ступени, а последующее движение до поверхности Луны осуществлялось двумя двигателями малой тяги посадочной ступени. Отклонение от расчётной точки посадки составило 1,5 километра. Масса опустившейся на Луну станции составила 1880 кг.
Затем под управлением и контролем с Земли грунтозаборным устройством посадочной ступени был произведён забор лунного грунта, который в специальной герметичной капсуле был помещён в возвращаемый аппарат.
21 сентября 1970 года в 10:43 с поверхности Луны стартовала ракета «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом автоматической межпланетной станции «Луна-16», при этом двигатель ракеты работал до тех пор, пока скорость аппарата не достигла значения 2,708 км/сек. Масса стартовавшей ступени была 512 кг.
24 сентября 1970 года в 4:50 возвращаемый аппарат станции «Луна-16» массой 35 кг был отделён от ракеты «Луна — Земля», в 8:10 он вошёл в атмосферу Земли, на высоте 14,5 км раскрылся тормозной парашют, который отделился на высоте 11 км, при этом раскрылся основной парашют, и в 8:26 возвращаемый аппарат совершил мягкую посадку на территории СССР в 80 километрах юго-восточнее города Джезказган в Казахстане. Причём возвращаемый аппарат был обнаружен по радиосигналам за 12 мин до посадки и его дальнейший спуск наблюдался с вертолёта. На Землю были доставлены образцы лунного грунта, взятые в районе Моря Изобилия. Общая масса колонки грунта, доставленной на Землю, составила 101 грамм. «Луна-16» стала первым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю (ранее его доставляли лишь пилотируемые экспедиции: «Аполлон-11» — 21,5 кг и «Аполлон-12» — 34 кг).
#OTD in 1970: The Luna 16 spacecraft landed on the Moon and collected samples for a return to Earth. This was the first successful robotic sample return ever performed.
Here’s some photos of the spacecraft, along with the samples that came back to Earth 4 days after landing: pic.twitter.com/O5GL9HQKd5
“Луна-16”, снимок сделан LRO в 2010 году:
Much like the Apollo LM descent stages, the descent stages Lunas 16-24 remained on the Moon as monuments to their respective missions. Here’s the Luna 16 descent stage, photographed by @LRO_NASA in 2010. pic.twitter.com/cgF63UhRJW
Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник
С поверхности луны стартовала ракета массой 2т спустя время 3 мин ракета
Ракетный двигатель выбрасывает из сопла газы со скоростью 3 км/с относительно ракеты. Можно ли при помощи этого двигателя разогнать ракету до скорости 8 км/с относительно стартового стола? Ответ поясните.
Реактивным называется движение, которое происходит под действием силы реакции, действующей на движущееся тело со стороны струи вещества, выбрасываемого из двигателя. Пояснить принцип реактивного движения можно на примере движения ракеты.
Пусть в двигателе, установленном на ракете, происходит сгорание топлива и продукты горения (горячие газы) под высоким давлением выбрасываются из сопла двигателя. На каждую порцию газов, выброшенных из сопла, со стороны двигателя действует некоторая сила, которая приводит эту порцию газов в движение. В соответствии с третьим законом Ньютона, на двигатель со стороны выбрасываемых газов действует сила, такая же по модулю и противоположная по направлению. Эта сила называется реактивной. Под её действием ракета приобретает ускорение и разгоняется в направлении, противоположном направлению выбрасывания газов. Модуль F реактивной силы может быть вычислен при помощи простой формулы:
,
где u — модуль скорости истечения газов из сопла двигателя относительно ракеты, а μ — скорость расхода топлива (масса вещества, выбрасываемого двигателем в единицу времени, измеряется в кг/с). Направлена реактивная сила всегда в направлении, противоположном направлению истечения газовой струи. Реактивное движение также можно объяснить и при помощи закона сохранения импульса.
Принцип реактивного движения широко используется в технике. Помимо ракет реактивные двигатели приводят в движение самолёты и водные катера. На основании этого принципа конструируют различные приспособления — поливальные устройства с вертушками, называемыми «сегнеровым» колесом, игрушки и т. п. Реактивное движение встречается и в живой природе. Некоторые морские организмы (кальмары, каракатицы) двигаются, выбрасывая предварительно засосанные внутрь себя порции воды. В качестве любопытного примера из мира растений можно привести так называемый «бешеный огурец». После созревания семян из плода этого растения под большим давлением выбрасывается жидкость, в результате чего огурец отлетает на некоторое расстояние от места своего произрастания.
При реактивном движении ракеты её масса непрерывно уменьшается из-за сгорания топлива и выбрасывания наружу продуктов сгорания. По этой причине модуль ускорения ракеты всё время изменяется, а скорость ракеты нелинейно зависит от массы сгоревшего топлива. Впервые задача об отыскании модуля конечной скорости v ракеты, масса которой изменилась от значения m0 до величины m, была решена русским учёным, пионером космонавтики К. Э. Циолковским. График зависимости, иллюстрирующей полученную им формулу, показан на рисунке.
Из графика видно, что полученная Циолковским закономерность может быть кратко сформулирована следующим образом: если скорость истечения газов из сопла двигателя постоянна, то при уменьшении массы ракеты в геометрической прогрессии модуль скорости ракеты возрастает в арифметической прогрессии. Иными словами, если при уменьшении массы ракеты в 2 раза 
модуль скорости ракеты увеличивается на 1 км/с, то при уменьшении массы ракеты в 4 раза 
модуль скорости ракеты возрастёт ещё на 1 км/с. Из-за такой закономерности разгон ракеты до высокой скорости требует очень большого расхода топлива.
Источник
С поверхности луны стартовала ракета массой 2т спустя время 3 мин ракета
При столкновении протонов высоких энергией могут образовываться антипротоны $p$ согласно реакции
$p + p \rightarrow p + p + p + \tilde
$.
Какой минимальной (пороговой) кинетической энергией должен обладать протон, чтобы при столкновении с покоящимся протоном была возможна такая реакция?
Задача по физике — 13687
Для лучшего уяснения закономерностей движения ракеты полезно рассмотреть модель ракеты, когда она выбрасывает вещество не непрерывно, а конечными дискретными порциями одной и той же массы $\Delta m$. Пусть при каждом выбрасывании порция вещества $\Delta m$ получает одну и ту же скорость $v_<отн>$ относительно ракеты, направленную назад. Определить скорость ракеты $v_
Задача по физике — 13688
В ракете продукты сгорания (газы) выбрасываются со скоростью $u = 3 км/с$ (относительно ракеты). Найти отношение $\eta$ ее кинетической энергии $K_<рак>$ к кинетической энергии продуктов сгорания $K_<газ>$ в момент достижения ракетой скорости $v_<кон>=12 км/с$.
Задача по физике — 13689
С поверхности Луны стартует двухступенчатая ракета. При каком отношении масс первой ($m_<1>$) и второй ($m_<2>$) ступеней скорость контейнера с полезным грузом (массы $m$) получится максимальной? Скорость истечения газов и в двигателях обеих ступеней постоянна и одинакова. Отношения массы топлива к массе ступени равны соответственно $\alpha_<1>$ и $\alpha_<2>$ для первой и второй ступеней. Отделение ступеней и контейнера производится без сообщения добавочных импульсов.
Задача по физике — 13690
Обобщить формулу Циолковского на случай релятивистских движений ракеты. Считать, что скорости ракеты и газовой струи направлены вдоль одной прямой.
Задача по физике — 13691
По гладкой внутренней поверхности чаши, имеющей форму параболоида вращения с вертикальной осью $z$, с высоты $h$ соскальзывает шарик массы $m$. Уравнение параболоида: $z = k( x^ <2>+ y^<2>)$. Найти ускорение $a$ шарика и силу его давления $F$ на дно чаши в ее нижней точке.
Задача по физике — 13693
Жесткие стержни образуют равнобедренный прямоугольный треугольник, который вращается с постоянной угловой скоростью $\omega$ вокруг вертикального катета АВ (рис.). На стержень АС надета и скользит без трения муфта массы $m$. Муфта связана пружиной, с жесткостью $k$, с вершиной А треугольника, имеющей в нерастянутом состоянии длину $l$. Определить, при каком значении $\omega$ муфта будет в равновесии при недеформированной пружине? Будет ли это равновесие устойчивым?
Задача по физике — 13694
На сколько будут отличаться конечные скорости разбега самолета, если самолет взлетает на экваторе, причем один раз его разбег производится с запада на восток, а второй раз с востока на запад. Подъемная сила, действующая на крылья самолета, пропорциональна квадрату его скорости относительно Земли. Необходимая конечная скорость разбега самолета вдоль меридиана равна $v_<0>$.
Задача по физике — 13695
Один из маятников Фуко установлен в Ленинграде в Исаакиевском соборе. Длина маятника $l = 98 м$, линейная амплитуда колебаний шара маятника (т. е. наибольшее отклонение его из положения равновесия) $x_ <0>= 5 м$. Маятник отпускался из крайнего положения без начального толчка. Определить боковое отклонение шара маятника от положения равновесия в момент прохождения его через среднее положение. Географическая широта Ленинграда $\phi =60^< \circ>$.
Задача по физике — 13696
Для создания искусственной тяжести на космическом корабле, обращающемся вокруг Земли по круговой орбите, было предложено ускорять корабль до скорости $v$, превышающей первую космическую скорость. Для удержания корабля на круговой орбите при такой скорости включается двигатель, сообщающий кораблю ускорение, нормальное к траектории корабля. При какой скорости $v$ космонавт на корабле будет испытывать такую же «тяжесть», что и на Земле? Подсчитать расход топлива, который требуется для выведения корабля на круговую орбиту и последующего (однократного) облета по ней вокруг земного шара в этих условиях. Скорость газовой струи (относительно корабля) $u = 3 км/с$. Считать, что орбита проходит недалеко от поверхности Земли, и пренебречь изменением ускорения свободного падения $g$ с высотой.
Задача по физике — 13697
По наклонной плоскости, образующей угол $\alpha$ с горизонтом, скатывается без скольжения сплошной однородный диск. Найти линейное ускорение $a$ центра диска.
Задача по физике — 13698
Шкивы двух маховиков соединены ремнем (рис.). Радиусы шкивов равны $R_<1>$ и $R_<2>$. Моменты инерции маховиков относительно их геометрических осей равны $I_<1>$ и $I_<2>$. Удерживая второй маховик и ремень неподвижными, раскручивают первый маховик до угловой скорости $\omega_<0>$, вследствие чего между осью первого маховика и ремнем возникает скольжение. Затем ремень и второй маховик отпускают. Пренебрегая всеми силами трения, за исключением сил трения скольжения между ремнем и осями маховиков, найти установившиеся скорости вращения маховиков $\omega_<1>$ и $\omega_<2>$, т. е. скорости после прекращения скольжения. Найти также потерю $\Delta K$ кинетической энергии на трение скольжения. Массой ремня пренебречь.
Задача по физике — 13699
Математический маятник массы $m$ и стержень массы $M$ (рис.) подвешены к одной и той же точке А, вокруг которой они могут свободно колебаться. Длина нити маятника равна длине стержня. Шарик маятника отклоняют в сторону, так что он приподнимается на высоту $h$ относительно своего нижнего положения. Затем шарик отпускают, и он сталкивается неупруго со стержнем. Как будут двигаться шарик и нижний конец стержня после удара и на какие высоты они поднимутся?
Задача по физике — 13700
Каким участком сабли следует рубить лозу, чтобы рука не чувствовала удара? Саблю считать однородной пластинкой.
Задача по физике — 13701
На полюсе установлена пушка, ствол которой направлен горизонтально вдоль меридиана и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через замок орудия. С какой угловой скоростью относительно Земли будет вращаться ствол пушки после выстрела? Считать, что в начальный момент времени снаряд находится на оси вращения и движется внутри ствола при выстреле с постоянным ускорением $a$. Масса пушки ($M = 1000 кг$) значительно больше массы снаряда ($m = 10 кг$). Длина ствола значительно больше его диаметра.
Источник