Номер 5, страница 176 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 29. Система тел. Закон сохранения импульса. Глава 4. Законы сохранения в механике. Механика - номер 5, страница 176.

Условие.

5. Какое движение тела называют реактивным?

Решение.

Решение

Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении от него некоторой его части с определённой скоростью относительно тела. Это движение является прямым следствием закона сохранения импульса.

Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из тела (например, ракеты) и отделяемой части (сгорающее топливо в виде газов). Если до начала движения вся система покоилась, то её суммарный импульс был равен нулю. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы должен оставаться равным нулю и после того, как часть тела отделится.

Пусть $M$ – масса корпуса ракеты, а $\vec{V}$ – её скорость после отделения газов. Пусть $m$ – масса выброшенных газов, а $\vec{v}$ – их скорость. Тогда закон сохранения импульса для системы «ракета-газы» можно записать в виде:

$M\vec{V} + m\vec{v} = 0$

Из этого уравнения следует, что импульсы ракеты и газов равны по модулю и противоположны по направлению:

$M\vec{V} = -m\vec{v}$

Таким образом, ракета приобретает скорость $\vec{V}$, направленную в сторону, противоположную скорости истечения газов $\vec{v}$:

$\vec{V} = -\frac{m}{M}\vec{v}$

Сила, которая толкает тело вперёд за счёт выброса вещества, называется реактивной силой. Особенность этого движения в том, что оно возможно в вакууме, так как для создания тяги не требуется опора или взаимодействие с внешней средой.

Примеры реактивного движения в природе и технике весьма разнообразны: это и движение ракет и реактивных самолётов, и перемещение в воде некоторых морских животных (кальмары, осьминоги, медузы), которые с силой выталкивают набранную воду, и отдача при выстреле из огнестрельного оружия, и даже движение надувного шарика, из которого с силой выходит воздух.

Ответ: Реактивное движение — это движение тела, которое возникает в результате отделения от него некоторой его части с определённой скоростью. Тело при этом движется в сторону, противоположную направлению движения отделённой части, что объясняется законом сохранения импульса.