При разрыве снаряда суммарная энергия системы увеличивается за счет энергии взрыва. На сколько изменится суммарная энергия системы, если снаряд массой M = 9 кг, летящий со скоростью 250 м/с, разорвется на две части: первая продолжит движение по направлению движения снаряда со скоростью 900 м/с, а вторая— в обратном направлении? Считать, что масса первой и второй части снаряда равны и соответственно. Обоснуйте применение физических законов, использованных при решении задачи.
Решение:
Обоснование:
- Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной (ИСО).
- Снаряд и его части движутся поступательно, поэтому их можно описывать моделью материальной точки.
- Для материальных точек в инерциальной системе отсчета за малый промежуток времени применим сохранения импульса.
- За малый промежуток взаимодействия частей снаряда можно считать, что потенциальная энергия тел не изменилась.
Решение:
Для начала запишем закон сохранения импульса:
И в проекции на ось :
Найдём начальную и конечную кинетическую энергию:
Тогда по закону изменения кинетической энергии