Zadanie Zadanie 5.5.10: Dynamika wystrzału pneumatycznego miotacza sejsmicznego

Punkty: 3 pkt
Dział: Energia i pęd · Pęd i zasada zachowania pędu
Trudność: Poziom trudności: średnie

Pneumatyczny miotacz ładunków sejsmicznych wystrzeliwuje zasobnik badawczy. Wyznacz średnią siłę działającą na zasobnik w lufie oraz masę lawety na podstawie prędkości odrzutu.

Treść zadania

W ramach badań geofizycznych do wywoływania kontrolowanych mikrowstrząsów sejsmicznych wykorzystuje się pneumatyczny miotacz zamontowany na mobilnej lawecie badawczej. Podczas testu miotacz wystrzeliwuje poziomo zasobnik pomiarowy o masie

m = 8\,\text{kg}

. Zasobnik przemieszcza się wewnątrz lufy miotacza o długości

l = 3{,}0\,\text{m}

, uzyskując przy wylocie prędkość

v = 600\,\text{m/s}

. a) Zakładając, że zasobnik startuje ze spoczynku i porusza się w lufie ruchem jednostajnie przyspieszonym (a przesunięcie lawety w czasie tego wystrzału jest pomijalne), oblicz średnią wartość siły

F

rozpędzającej zasobnik w lufie. b) Bezpośrednio po opuszczeniu lufy przez zasobnik laweta porusza się w przeciwną stronę z prędkością odrzutu

v_{\text{odr}} = 4{,}0\,\text{m/s}

. Przyjmując, że opory ruchu w chwili wystrzału oraz masa gazu pędnego są pomijalne, oblicz masę

M

lawety wraz z osprzętem miotacza.

Odpowiedź i wynik końcowy

F = 480\,\text{kN}

(

4{,}8 \cdot 10^5\,\text{N}

) b)

M = 1200\,\text{kg}

(

1{,}2\,\text{t}

) a: a)

F = 480\,\text{kN}

(

4{,}8 \cdot 10^5\,\text{N}

) b: b)

M = 1200\,\text{kg}

(

1{,}2\,\text{t}

)