Номер 2, страница 18 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Научный метод познания. Параграф 4. Физические теории. Задания и упражнения - номер 2, страница 18.

Условие.

2. Какие физические модели используют при решении задач:

а) на закон сохранения полной механической энергии;

б) закон сохранения импульса;

в) закон сохранения электрического заряда;

г) законы сохранения зарядового и массового чисел?

Решение.

Решение

а) на закон сохранения полной механической энергии

При решении задач на закон сохранения полной механической энергии используется физическая модель консервативной системы. Это система тел, в которой работа внутренних сил не зависит от траектории движения тел и определяется только их начальным и конечным положением (такими силами являются, например, сила тяжести и сила упругости). В такой системе полная механическая энергия, равная сумме кинетической $E_k$ и потенциальной $E_p$ энергий всех тел системы, сохраняется, если работа внешних сил и работа неконсервативных внутренних сил (например, сил трения) равна нулю. Тела в системе часто идеализируются как материальные точки или абсолютно твердые тела.

Ответ: Консервативная система тел (механически изолированная система, в которой работа неконсервативных сил равна нулю).

б) закон сохранения импульса

При использовании закона сохранения импульса рассматривается модель замкнутой (или изолированной) системы тел. Замкнутой называется система, на которую не действуют внешние силы или векторная сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю ($\sum \vec{F}_{внеш} = 0$). В такой системе суммарный импульс всех тел сохраняется. Эта модель особенно важна при анализе явлений, где внутренние силы значительно превосходят внешние (например, при столкновениях, взрывах), что позволяет на короткое время взаимодействия считать систему замкнутой. Тела, как правило, моделируются материальными точками.

Ответ: Замкнутая система тел (система, для которой векторная сумма внешних сил равна нулю).

в) закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда применяется к электрически изолированной системе. Это система тел, которая не обменивается электрическими зарядами с окружающей средой (внешними телами). В такой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной ($\sum q = \text{const}$). Эта модель является фундаментальной и используется при описании электризации тел, в задачах электростатики и при анализе электрических цепей. Сами заряженные тела могут рассматриваться как точечные заряды или тела с распределенным зарядом.

Ответ: Электрически изолированная система (система, не обменивающаяся зарядами с внешними телами).

г) законы сохранения зарядового и массового чисел?

Законы сохранения зарядового и массового чисел используются при описании ядерных реакций и радиоактивных распадов. Физической моделью в данном случае является система взаимодействующих ядер и элементарных частиц. Закон сохранения зарядового числа ($\text{Z}$) гласит, что сумма зарядовых чисел частиц до реакции равна сумме зарядовых чисел частиц после реакции ($\sum Z_{до} = \sum Z_{после}$). Закон сохранения массового числа ($\text{A}$) утверждает, что сумма массовых чисел (общего числа нуклонов) частиц до реакции равна сумме массовых чисел частиц после реакции ($\sum A_{до} = \sum A_{после}$). Эта модель рассматривает ядра как состоящие из протонов и нейтронов.

Ответ: Система взаимодействующих атомных ядер и элементарных частиц в процессе ядерных превращений.