2021-02-12
Определить среднюю полезную мощность $\langle N \rangle$ при выстреле из ружья, если известно, что пуля массы $m$ вылетает из ствола со скоростью $v$, а длина канала ствола $l$. Давление пороховых газов во время движения пули в стволе считать постоянным.
Решение:
Работу пороховых газов будем считать равной кинетической энергии вылетающей пули $A = E_{K} = \frac{mv^{2} }{2}$, трение не учитываем.
Тогда средняя полезная мощность $\langle N \rangle = \frac{A}{t}$, где $t$ - время движения пули в стволе.
Так как давление пороховых газов постоянно, сила, действующая на пулю $F = ma = const$, значит $a = const$.
Тогда $l = \frac{at^{2} }{2}$, а $v = at; a = \frac{v}{t}; l = \frac{v}{2t} t^{2} = \frac{vt}{2}; t = \frac{2l}{v}$.
Отсюда $\bar{N} = \frac{mv^{2}v }{2 \cdot 2l} = \frac{mv^{3} }{4l}$.