Question

Как найти скорость тела, зная его массу и силу к нему приложенную?

Есть снаряд 5 грамм, к нему приложили силу в 1.5Н

можно ли узнать его скорость какими-то методами?

Если да, то какие еще параметры должны быть известны?

Давайте представим, что эти параметры у нас есть. По какой формуле тогда будет высчитываться скорость движения данного тела?

Answer 1

Никак без дополнительных параметров. Сила является причиной ускорения по второму занону Ньютона a=F/m. Но скорость в каждый момент времени находится по формуле v=v0+a*t. Поэтому, чтобы узнать скорость, требуется ещё знать её начальное значение и сколько времени с этого момента прошло.

Но если речь идёт именно о снаряде, то всё многкратно усложняется. Сила приложена к снаряду только до момента вылета снаряда из ствола и к тому же непостоянна. Сама сила изменяется пропорционально давлению пороховых газов. Кривая давления представлена на рисунке

Расчёт скорости и давления ведётся уже по баллистическим формулам, например таким:

V=(al)/(b+l); v0=(aL)/(b+L); a=(v0(b+L))/L; P=((φmba^2)/S)*(l/(b+l)^3,

где l - путь в стволе, L - длина нарезной части, a,b,φ - пороховые константы, S - площадь поперечного сечения ствола.

Но даже в рогатке возникающая сила не постоянная, а обратно пропорциональна натяжению резины, и начальная скорость будет зависеть от этой переменной силы, массы и времени выстрела. Поэтому по тем данным (только сила и масса) практически ничего не вычислишь.

Answer 2

Пусть меня кто то поправит если ошибаюсь, но по моему тут второй закон Ньютона. В общем виде это частное от силы разделённой на массу!

Answer 3

В данном случае необходимо применить 2 закон Ньютона, но не в привычной для нас форме, а в дифференциальной:

F=(p2-p1)/t, где F - сила, приложенная к телу, p1 - импульс тела до приложения силы, p2 - импульс тела после приложения силы, t - время приложения силы.

То есть, результирующее значение силы, приложенное к телу есть изменение импульса этого тела за единицу времени. Именно в таком виде Ньютон вывел свой закон.

Применим данную формулу.

Дано:

m=5*10^(-3) кг

F=1.5 H

Найти:

v-?

Как я понимаю, начальная скорость снаряда равна 0, следовательно второй закон Ньютона примет вид:

F*t=p

Расписав импульс и выразив скорость, имеем:

F*t=m*v

v=F*t/m

Из полученной формулы видно, что для нахождения скорости нам необходимо знать время. Действительно, чем больше времени сила будет прилагаться к телу, тем больше она тело разгонит (или же затормозит, если направление силы и направление скорости разнонаправленны).

Предположим, что t=1 с.

Тогда

v=1.5*1/5*10^(-3)

v=1500/5

v=300 (м/с).

Таким образом, для нахождения скорости тела, в данном случае, мы должны знать силу, действующую на тело, массу тела, и время действия силы на тело (при условии, что тело находилось в состоянии покоя).

Answer 4

Через секунду - 1,5/0,005 = 300 м/с. Через 2 секунды - 600 м/с. Через 3 секунды - 900 м/с. Через 4 секунды - 1,2 км/с. Через 5 секунд - 1,5 км/с. Через 10 секунд - 3 км/с. Через 20 секунд - 6 км/с. А через полминуты скорость достигнет 8 км/с и, если снаряд к тому времени не воткнётся в Землю, он начнёт удаляться от поверхности Земли.

Answer 5

Скорость можно определить по формуле: v = Ft/m.

Здесь v - скорость, F - сила, t - время, m - масса.

То есть, чтобы успешно решить поставленную задачку нам недостаёт ещё одной физической величины, а именно - времени.

Answer 6

Если к телу массой 5 г приложить (и не убирать) силу в 1,5 Н, то она, согласно второму закону Ньютона, придаст ему ускорение а=F/m=1,5/0,005=300 м/c^2. Под действием этого ускорения тело начнёт увеличивать скорость по закону v=a*t, где t - время действия силы. Так что, зная формулу Вы можете рассчитать скорость тела в любой момент времени.

Answer 7

Если рассматривать данный вопрос с точки зрения школьных знания то F=m*a , F - сила, m - масса, a - ускорение. Что бы найти скорость в какой либо момент времени, достаточно ускорение умножить на время. Если же учитывать, что есть сила трения, то что сила прилагалась не равномерно и не постоянно, то тут нужны дополнительные данные.