Μετά την εκτόξευση πως θα σταματήσει;

Μια ομάδα μαθητών, θέλοντας να μελετήσει την αρχή διατήρησης ορμής κατά τη διάσπαση ενός συστήματος σωμάτων, έφτιαξε τη διάταξη του σχήματος, που μοιάζει με πύραυλο και αποτελείται από τρία σώματα, σε επαφή μεταξύ τους, που ηρεμούν πάνω σε λείο οριζόντιο δάπεδο. Το μεσαίο σώμα Σ2 έχει μάζα Μ = 6Kg και τα ακραία Σ1 και Σ3 έχουν ίσες μάζες m = 2kg το καθένα. Μεταξύ των σωμάτων τοποθέτησαν ελάχιστη ποσότητα εκρηκτικού υλικού και φυτίλια κατάλληλου μήκους, τα οποία και άναψαν, ώστε να πυροδοτήσουν διαδοχικά τα εκρηκτικά σε καθορισμένες χρονικές στιγμές.
Τη χρονική στιγμή t₀ = 0, το Σ1 εκτοξεύεται προς τα αριστερά, με ταχύτητα μέτρου |υ₁| = 4m/s, ενώ τη χρονική στιγμή t₁ =0,8s, το Σ3 εκτοξεύεται προς τα δεξιά, με ταχύτητα μέτρου |υ₃| =5m/s. Οι ταχύτητες είναι μετρημένες από έναν ακίνητο παρατηρητή, οι εκρήξεις διαρκούν αμελητέο χρονικό διάστημα και η αντίσταση του αέρα θεωρείται αμελητέα.
α) Ποια είναι η ταχύτητα του τμήματος Σ2-Σ3, αμέσως μετά την εκτόξευση του Σ1;
β) Ποια είναι η ταχύτητα του Σ2 αμέσως μετά την εκτόξευση του Σ3;
γ) Ποιο είναι το συνολικό ποσό της ενέργειας που εκλύθηκε από τα εκρηκτικά, αν το 54,7% αυτής έγινε θερμότητα και ακτινοβολία;
δ) Ποια θα είναι η μετατόπιση κάθε σώματος τη χρονική στιγμή t₂ = 2,8s;
ε) Ποια θα έπρεπε να είναι η ταχύτητα εκτόξευσης του Σ3 ώστε το Σ2 να ακινητοποιηθεί;

Απάντηση (Word)

Απάντηση (Pdf)