Какая масса пороха должна быть сожжена для получения энергии, равной энергии пули массой m = 10,0 г, летящей со скоростью v = 600 м/с? (Ответ дать в граммах с точностью до…
Какая масса пороха должна быть сожжена для получения энергии, равной энергии пули массой m = 10,0 г, летящей со скоростью v = 600 м/с? (Ответ дать в граммах с точностью до десятых, например 0,9)
Задача: найти массу пороха, чьё выделившееся тепло эквивалентно энергии кинетического заряда пули m = 10,0 г и v = 600 м/с.
- Преобразуем данные в СИ:
- Масса пули: m_b = 10,0 г = 0,010 кг
- Скорость пули: v = 600 м/с
Кинетическая энергия пули: E_k = 1/2 · m_b · v^2 = 0,5 · 0,010 кг · (600 м/с)^2 = 0,005 · 360000 = 1800 Дж
Энергия, выделяемая порохом при сгорании (приближённая энергоёмкость пороха): Используем приблизительно E_p ≈ 3,0 МДж/кг = 3,0 · 10^6 Дж/кг. Примечание: это среднее приближение для черного пороха; реальная величина может варьировать.
Масса пороха, требуемая для выделения такой же энергии: m_p = E_k / E_p = 1800 Дж / (3,0 · 10^6 Дж/кг) = 6 · 10^-4 кг
Преобразуем в граммы: 6 · 10^-4 кг × 1000 г/кг = 0,6 г
Ответ (с точностью до десятых): 0,6 г
Комментарий: полученная масса рассчитана при предположении полной превращённой в работу энергии пороха; в реальности коэффициент полезного использования энергии и другие факторы изменят результат, но порядок величины останется примерно около 0,6 г.
