Решение на момент правки #17942 от , автор emixter. Это не текущая версия.

Условие

4.3.16∗. «... В 1941 г. немцы придумали кумулятивный противотанковый снаряд. На конусе снаряда — запал. При ударе он вызывает детонацию и воспламеняет весь заряд. Снаряд пробивает всю броню. В 1944 г. такие немецкие снаряды попали в наши руки и в руки союзников. Начался широкий эксперимент. При этом обнаружили много дополнительных эффектов и парадоксов. Стали выяснять, что же летит, что пробивает? Сначала думали, что это бронепрожигающий снаряд, что броню пронзает струя горячего газа. Нет, оказалось, что летит металл, причем самым необъяснимым образом: перед плитой со скоростью 8 км/с, внутри плиты 4 км/с, за плитой снова 8 км/с» (из вступительного слова председателя Президиума СО АН СССР академика М. А. Лаврентьева перед учащимися Летней физико-математической школы в 1971 г.). Объясните это явление. Определите, с какой скоростью двигалась стенка металлической конической полости, перекрывающей заряд, если угол при вершине полости .

К задаче $4.3.16$
К задаче

Решение

В начале сразу найдём скорость, с которой двигалась стенка металлической конической полости, поскольку ответ уже найден в решении задачи . В той задаче я нашёл, что скорость струи, летящей вперед, равна:

В разрезе коническая поверхность как раз представляет собой две пересекающиеся пластины. В условиях нашей задачи - скорость стенки, кмс - скорость струи вперед, а угол .

Итак:

кмс

Теперь поясню, как движется "вывернутый" металлический конус в броне.

Когда кумулятивная струя ("вывернутый" металлический конус лейки) со скоростью кмс и плотностью мет ударяет в броню плотностью бр, в зоне контакта развиваются давления, значительно превышающие предел текучести металлов. Поэтому я рассматриваю их как идеальные несжимаемые жидкости.

Перейдем в систему координат, связанную с точкой контакта, которая движется вглубь брони со скоростью . В этой системе скорость натекающей струи: отн, а скорость натекающей брони: отн.

Согласно уравнению Бернулли в точке раздела фаз:

метбр

Отсюда:

брмет

Если плотности материалов одинаковы брмет, то:

кмс

За плитой преграда исчезает, и оставшаяся часть струи летит со своей исходной скоростью.

Ответ

кмс