Пример решения задачи. Ствол орудия весит 110 кН. Вес снаряда равен 540 Н. Скорость снаряда у дульного среза v0 = 900 м/с. Определить скорость свободного отката ствола орудия.
Решение:
Рисунок 35.
Материальная система состоит из ствола орудия и снаряда. Изобразим все внешние силы системы: – вес ствола орудия, – вес снаряда. Сила давления пороховых газов для данной системы является внутренней и поэтому исключается.
Направим ось x по горизонтали направо. Запишем теорему об изменении главного вектора количеств движения системы в проекциях на Ox в дифференциальной форме:
Т.к. , то .
Следовательно, имеет место случай сохранения проекций на ось x главного вектора количеств движения системы.
В начальный момент система находилась в покое, т.е. , то и в любой момент .
Обозначим скорость откатывающихся частей в конечный момент через , абсолютная скорость снаряда задана
Следовательно, .
Отсюда находим: .
Знак минус указывает, что направление противоположно .
Ответ: v = 4,4 м/с.
Примечание: При вычислении полного количества движения системы надо учитывать абсолютные скорости движения её частей.
Эта теорема позволяет исключить из рассмотрения внутренние силы, поэтому рассматриваемую систему надо стараться выбрать так, чтобы исключить из рассмотрения все заранее неизвестные силы.