Вопрос школьника
Птица массой 2 кг оказалась на пути самолета, летевшего со скоростью 2200 км/ч. Длительность удара птицы о стекло кабины летчика равна 0,001 с. Площадь соприкосновения птицы со стеклом равна 1000 см2. Определите среднюю силу удара и среднее давление на стекло при ударе.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой для силы удара:
F = m * Δv / Δt,
где F — сила удара, m — масса птицы, Δv — изменение скорости самолета при ударе, Δt — длительность удара.
Из условия задачи известно, что масса птицы равна 2 кг, скорость самолета перед ударом равна 2200 км/ч, а длительность удара равна 0,001 с. Необходимо выразить изменение скорости самолета при ударе в м/с:
2200 км/ч = 2200 * 1000 м/ч = 2200 * 1000 / 3600 м/с ≈ 611 м/с.
Теперь можно вычислить силу удара:
F = 2 * 611 / 0,001 ≈ 1 222 000 Н.
Для определения среднего давления на стекло необходимо воспользоваться формулой:
p = F / S,
где p — давление, S — площадь соприкосновения птицы со стеклом.
Из условия задачи известно, что площадь соприкосновения равна 1000 см2, что равно 0,1 м2. Тогда среднее давление на стекло будет:
p = 1 222 000 / 0,1 ≈ 12 220 000 Па.
Ответ: средняя сила удара равна примерно 1 222 000 Н, а среднее давление на стекло при ударе равно примерно 12 220 000 Па.
