Задачи › Равномерное движение, средняя скорость

Кумулятивный снаряд

  1. Кумулятивный снаряд

    ИОШ 2020/21, 9 кл.
    6/10

    В передней части кумулятивного противотанкового снаряда во взрывчатом веществе сделана коническая выемка (см. рисунок). Детонация снаряда начинается из вершины выемки (точки О) в тот момент, когда снаряд коснётся брони танка. После этого по взрывчатому веществу со скоростью \(5v\) распространяется волна детонации (вовлечение в процесс взрыва новых участков взрывчатого вещества), а продукты взрыва разлетаются по всем направлениям со скоростью \(v\). Максимальное поражение брони будет достигаться тогда, когда продукты взрыва от всех участков выемки достигнут брони танка одновременно. Каким для этого должен быть угол \(\alpha\) при вершине выемки?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите время, за которое детонация дойдёт до точки выемки на расстоянии \(x\) от вершины, и время разлёта продуктов от этой точки до брони. От чего должна не зависеть их сумма?

    Ответ

    \(\cos\alpha = \dfrac{1}{5}\), т.е. \(\alpha = \arccos\dfrac{1}{5} \approx 78^\circ\).

    Решение

    Продукты взрыва от всех точек выемки должны прийти к броне одновременно. Пусть высота выемки \(l\), а \(\alpha\) — половина угла при вершине (угол между осью и образующей). Точка \(A\) выемки лежит на расстоянии \(x\) от вершины \(O\) вдоль образующей. Волна детонации доходит от \(O\) до \(A\) за время \(\dfrac{x}{5v}\), а продукты взрыва из \(A\) долетают до брони за время \(\dfrac{l - x\cos\alpha}{v}\). Полное время \[t(x) = \frac{x}{5v} + \frac{l - x\cos\alpha}{v} = \frac{l}{v} + \frac{x\,(1 - 5\cos\alpha)}{5v}.\] Чтобы \(t\) не зависело от \(x\), необходимо \(1 - 5\cos\alpha = 0\), откуда \[\alpha = \arccos\frac{1}{5} \approx 78^\circ .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи