Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1134
2016-10-20 
Оцените отношение силы сопротивления воздуха к силе тяжести для пули, вылетевшей из ствола пистолета. Скорость пули $u = 500 м/с$, её диаметр $d = 7 мм$, масса пули $m = 9 г$. Плотность воздуха $\rho = 1,3 кг/м^{3}$.
Решение:
Пуля, двигаясь в воздухе, приводит в движение со скоростью, примерно равной её собственной, воздух в объёме, через который она только что пролетела. За малый промежуток времени пуля проходит некоторый путь $L$. Объём воздуха, «заметённого» пулей, примерно равен произведению сечения пули на пройденный ею путь, а масса равна произведению этого объёма на плотность воздуха: $M = \rho L \pi d^{2} / 4$.
Движущийся со скоростью и воздух приобретает кинетическую энергию $W = Mu^{2}/2$. Эта энергия равна работе, которую совершает пуля, преодолевая сопротивление воздуха: $A = F_{c}L$, где $F_{c}$ — сила сопротивления. Отсюда можно легко получить оценку отношения силы сопротивления воздуха к силе тяжести для пули:
$\frac{F_{c}}{mg} = \frac{A}{mgL} = \frac{W}{mgL} = \frac{ \rho u^{2} \pi d^{2}}{8mg} \approx 70$.
Отметим, что сила сопротивления воздуха превышает вес пули почти в 100 раз!
Оцените отношение силы сопротивления воздуха к силе тяжести для пули, вылетевшей из ствола пистолета. Скорость пули $u = 500 м/с$, её диаметр $d = 7 мм$, масса пули $m = 9 г$. Плотность воздуха $\rho = 1,3 кг/м^{3}$.
Решение:
Пуля, двигаясь в воздухе, приводит в движение со скоростью, примерно равной её собственной, воздух в объёме, через который она только что пролетела. За малый промежуток времени пуля проходит некоторый путь $L$. Объём воздуха, «заметённого» пулей, примерно равен произведению сечения пули на пройденный ею путь, а масса равна произведению этого объёма на плотность воздуха: $M = \rho L \pi d^{2} / 4$.
Движущийся со скоростью и воздух приобретает кинетическую энергию $W = Mu^{2}/2$. Эта энергия равна работе, которую совершает пуля, преодолевая сопротивление воздуха: $A = F_{c}L$, где $F_{c}$ — сила сопротивления. Отсюда можно легко получить оценку отношения силы сопротивления воздуха к силе тяжести для пули:
$\frac{F_{c}}{mg} = \frac{A}{mgL} = \frac{W}{mgL} = \frac{ \rho u^{2} \pi d^{2}}{8mg} \approx 70$.
Отметим, что сила сопротивления воздуха превышает вес пули почти в 100 раз!
