Формулировка задания

Ствол пневматического пистолета направлен под углом 42⁰градуса к горизонту. Длина ствола составляет 10 см. Масса пульки калибра 4,5 мм составляет 5,0 граммов. Пистолет заправлен стандартным баллончиком углекислого газа. Масса газа 12 г, объем баллончика 10 см³. Из пистолета быстро производят 8 выстрелов. На каждый выстрел тратится 3 % углекислоты.

Задание

Представить краткие теоретические сведения с указанием определений, физического смысла и единиц измерения физических величин, используемых при описании рассматриваемого движения, а также формулировкой и пояснением используемых физических законов.

Примечание: считать, что в процессе серии выстрелов не происходит обмена теплоты с окружающей средой. Давление углекислого газа на пульку считать постоянным во время ее нахождения в стволе. Условия изначально нормальные.

Определить скорость пули в момент, когда она покидает ствол, считая, что движение только поступательное.
Построить график зависимости температуры газа от номера выстрела.
Построить график зависимости давления газа в баллончике в зависимости от номера выстрела.
Построить графическую зависимость угла, под которым направлена скорость к горизонту,от времени в процессе всего движения тела β(t).
Построить траекторию движения тела с указанием на ней положения тела в момент времениt₁=0,7·
Найти время полета до наивысшей точки траектории t_а, полное время полёта до падения на землю , максимальную высоту подъёма Н, дальность полёта L.

W_k - Кинетическая энергия тела.
W_п - Потенциальная энергия тела
р - Импульс тела
S -Перемещение тела
υ -Модуль скорости тела
β – Угол, под которым направлена скорость к горизонту
а_τ - Касательная составляющая ускорения тела
а_n- центростремительная составляющая ускорения тела
R - Радиус кривизны траектории тела.

Теоретические сведения

Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин механики:

Система отсчета – это совокупность тела отсчета, системы координат и системы отсчета времени, связанных с этим телом, по отношению которого изучается движение (или равновесия) каких-либо других материальных точек или тел.
Координата – это совокупность чисел или независимых переменных, которые определяют положение точки в пространстве.
Материальная точка – это тело, размерами, которых можно пренебречь по сравнению с расстоянием до других тел.
Траектория – линия, которую описывает материальная точка при своем движении. Если точка двигаясь по траектории переместилась из точки 1 в точку 2, то это расстояние называется длиной пройденного частицей пути или просто пройденным частицей путем.
Перемещение – вектор, проведенный из начального положения частицы в конечное.
Скорость – производная перемещения по времени .
Ускорение – производная скорости по времени .
Радиус кривизны траектории — это радиус окружности R, по которой в этот момент движется тело.

Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин термодинамики:

Идеальный газ — газ, взаимодействием между молекулами которого можно пренебречь.

Термодинамической системой называется совокупность макроскопических тел, которые могут обмениваться энергией между собой и внешней средой.

Термодинамическим процессом называется переход системы из одного состояния в другое.

Круговым процессом или циклом называется процесс, при котором система после ряда изменений возвращается в исходное состояние.

Параметры состояния называются величины, характеризующие состояние системы.

Числом степеней свободы молекулы называется количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение молекулы в пространстве.

Первое начало термодинамики формулируется следующим образом: количество теплоты, сообщенноесистеме, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.

Изотермический процесс – процесс, протекающий при постоянной температуре.

Изобарический процесс – процесс, протекающий при постоянном давлении.

Изохорический процесс – процесс, который происходит при постоянном объёме.

Законы и соотношения:

Первое начало термодинамики:

₍₁₎