2017-12-17
При запуске ракеты массой $m = 200 кг$ сила тяги ее двигателя, равная $F = 5 кН$, направлена под углом $\alpha = 60^{ \circ}$ к горизонту. Приняв $g=10 м/с^{2}$, найти ускорение ракеты $\vec{ a}$, т.е. модуль ускорения и угол между $\vec{a}$ и горизонтальным направлением.
Решение:
На ракету действует сила тяжести $m \vec{g}$ и сила тяги $\vec{F}$ (рис.), равнодействующую которых $\vec{R}$ найдем по теореме косинусов:
$R = \sqrt{ F^{2} + (mg)^{2} - 2F mg \sin \alpha}$.
Ускорение ракеты
$a = \frac{R}{m} = \sqrt{g^{2} + \left ( \frac{F}{m} \right )^{2} -2 \frac{F}{m} \sin \alpha} = 17 м/с^{2}$.
Направление ускорения определяется углом $\beta$ между силой $\vec{R}$ и горизонтом:
$tg \beta = R_{y}/R_{x} = (F \sin \alpha - mg)/ F \cos \alpha = 0,93; \beta = 43^{ \circ}$.