КП: Энергия падения метеорита
Курсовой проект по Теоретической механике
Исполнитель: Осокина Алена
Группа: 07 (20510)
Семестр: весна 2013
Содержание
Аннотация проекта
Проект посвящён исследованию энергии, выделяющейся при падении меторита в сопоставлении с другими наиболее известными источниками энергии высоких порядков.
Постановка задачи
1) Сравнить энергию, выделившуюся при столкновении метеорита с Землей с энергией ядерного распада.
2) Сравнить её же с энергией термоядерных реакций.
3) Установить, какие параметры вносят наибольший вклад в то, насколько большой будет выделившаяся энергия (высота падения, масса метеорита, etc)
Общие сведения по теме
Согласно теории относительности, масса представляет собой особую форму энергии, о чем и свидетельствует известная формула Эйнштейна . Из нее следует возможность преобразования массы в энергию и энергии в массу. В частности, часть массы атомного ядра может превращаться в энергию, и происходит это двумя путями. Во-первых, крупное ядро может распасться на несколько мелких — такой процесс называется реакцией распада. Во-вторых, несколько более мелких ядер могут объединиться в одно более крупное — это так называемая реакция синтеза. Реакции ядерного синтеза во Вселенной распространены очень широко — достаточно упомянуть, что именно из них черпают энергию звезды. Ядерный распад сегодня служит одним из основных источников энергии для человечества — он используется на атомных электростанциях. И при реакции распада, и при реакции синтеза совокупная масса продуктов реакции меньше совокупной массы реагентов. Эта-то разница в массе и преобразуется в энергию по формуле
Решение
Рассмотрим падение метеорита весом в 1 кг со 2-ой космической скоростью.
Энергию, выделившуюся при падении метеорита можно считать равной кинетической энергии:
( — 2-ая космическая скорость=11,2 км/с)
Дж.
Энергия распада урана:
,
где — дефект масс (разность масс ядра и типичных продуктов распада).
В энергию переходит 0,1 % от первоначальной массы, т.е. 0, 001 кг.
При каждом акте деления ядра урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.
для урана-235 = КэВ
Тогда для ядерной реакции: Дж.
Обсуждение результатов и выводы
Как видно из результатов, приведённых выше, энергия, выделившаяся при падении метеорита массой в 1 кг со 2-ой космической скоростью будет на 3 порядка выше, чем энергия ядерного распада 1 кг урана-235.
Для сравнения: энергия взрыва — от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Энергия падения метеорита массой в 1 кг — килотонн. Соответственно, при столкновении с Землёй метеорита массой в 100 т произойдёт взрыв, превышающий по значению выделившейся энергии взрыв бомбы в Хиросиме. [[1]]
Ссылки по теме
- Новости науки и техники (падение метеорита под Челябинском)
- [[2]]
