Задачи › Движение с переменной массой, реактивное движение

Топливо истребителя

  1. Топливо истребителя

    МОШ 1992/93, 11 кл.
    6/10

    Двигатель современного истребителя развивает постоянную силу тяги, равную начальному весу истребителя. За сколько минут полёта в таком режиме истребитель истратит всё топливо — керосин с удельной теплотой сгорания \(q = 4{,}5\cdot 10^7\) Дж/кг, если его запас составляет треть массы самолёта, и практически вся энергия топлива переходит в кинетическую энергию реактивной струи?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(t = \dfrac{\sqrt{2q}}{3g} \approx 320\text{ с} \approx 5{,}4\) мин.

    Решение

    Как следует из решения задачи 1.146, реактивная струя со скоростью \(u\) и силой тяги \(mg\) развивает мощность \[N = \dfrac{\Delta W}{\Delta t} = \dfrac{\Delta m}{\Delta t}\cdot\dfrac{u^2}{2} = \dfrac{\Delta(mu)}{\Delta t}\cdot\dfrac{u}{2} = \dfrac{mgu}{2}.\] Так как практически вся энергия топлива переходит в кинетическую энергию реактивной струи, то \(q = u^2/2\). С учётом этого получаем: \(N\cdot t = \dfrac{mg\sqrt{2q}}{2}\cdot t = \dfrac{qm}{3}\), и искомое время, за которое истребитель истратит всё топливо, равно \(t = \dfrac{\sqrt{2q}}{3g} \approx 320\) с \(\approx 5{,}4\) мин.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи