Задачи › Движение с переменной массой, реактивное движение

Водяная ракета

  1. Водяная ракета

    МОШ 2011/12, 10 кл.
    6/10

    «Водяная ракета» представляет собой полуторалитровую (\(V = 1{,}5\) л) бутылку, в которую налито небольшое количество воды массой \(m = 200\) г. Ракета несёт полезный груз, закреплённый на её корпусе снаружи. Бутылка заткнута резиновой пробкой, а давление воздуха в ней равно \(p = 5\) атмосфер. Оцените, на какую высоту взлетит эта ракета, запущенная вертикально вверх из перевёрнутого положения в результате быстрого выброса воды после удаления пробки. В момент старта ракета была неподвижна. Общая масса взлетевшей ракеты с «боеголовкой» \(M = 0{,}5\) кг. Считайте, что давление в бутылке при выбросе воды меняется не сильно. Массой пробки и воздуха в бутылке пренебречь. Плотность воды \(\rho = 1000\) кг/м\(^3\), ускорение свободного падения \(g = 10\) м/с\(^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Работа газа при выбросе воды \(p\,\Delta V\) идёт на кинетическую энергию воды и ракеты; импульсы воды и ракеты равны, поэтому энергия делится обратно пропорционально массам.

    Ответ

    \(h = \dfrac{K_M}{Mg} = \dfrac{(4/5)\,p\,\Delta V\,m}{Mg(m+M)} = \dfrac{4pm^2}{5\rho Mg(m+M)} \approx 4{,}6\) м.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи