Модель ракеты: расчет скорости выброшенного газа относительно ракеты

При запуске ракеты массой 250 г вертикально вверх на высоту 500 м, ракета выбрасывает порцию газа массой 50 г. Для расчета скорости газа относительно ракеты можно использовать законы сохранения импульса и энергии.

Для начала определим начальную скорость ракеты, которая равна нулю, так как ракета стартует с места. Затем, когда ракета выбрасывает порцию газа, импульс системы (ракета + газ) остается постоянным. Это означает, что изменение импульса ракеты равно изменению импульса выброшенного газа.

Для расчета скорости газа относительно ракеты можно использовать следующие шаги:

1. Найдем начальную скорость ракеты:
   • m1 = 250 г = 0.25 кг (масса ракеты)
   • v1 = 0 м/с (начальная скорость ракеты)
   • p1 = m1 * v1 = 0
2. Найдем конечную скорость ракеты после выброса газа:
   • m2 = 200 г = 0.2 кг (масса ракеты после выброса газа)
   • v2 (скорость ракеты после выброса газа)
   • p2 = m2 * v2
3. Найдем скорость выброшенного газа относительно ракеты:
   • m3 = 50 г = 0.05 кг (масса выброшенного газа)
   • v3 (скорость выброшенного газа относительно ракеты)
   • p3 = m3 * v3
4. Используем закон сохранения импульса:
   • p1 = p2 + p3
   • 0 = m2 v2 + m3 v3
5. Найдем скорость газа относительно ракеты:
   • v3 = -m2 * v2 / m3

Таким образом, после проведения всех расчетов можно определить скорость газа относительно ракеты. Важно помнить, что в данном случае предполагается отсутствие сопротивления воздуха для упрощения расчетов.