Номер 1, страница 123 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Вопросы. Параграф 27. Закон сохранения импульса. 4. Законы сохранения. Механика - номер 1, страница 123.

Условие.

1. При каком условии систему тел можно считать замкнутой? Приведите примеры замкнутых систем.

Решение.

Систему тел можно считать замкнутой (или изолированной), если векторная сумма всех внешних сил, действующих на тела этой системы, равна нулю.

Математически это условие записывается так: $\sum \vec{F}_{внешн} = 0$.

Это означает, что либо на тела системы не действуют никакие внешние силы (что является идеализацией), либо все действующие внешние силы скомпенсированы, то есть уравновешивают друг друга.

На практике систему также можно считать замкнутой, если внутренние силы взаимодействия между телами системы намного больше внешних сил. В этом случае влиянием внешних сил на время рассматриваемого процесса (например, удара или взрыва) можно пренебречь.

Примеры замкнутых систем:

1. Столкновение двух бильярдных шаров на гладком горизонтальном столе. В этой системе внешние силы — это силы тяжести и силы нормальной реакции опоры. Они направлены вертикально и уравновешивают друг друга. Силой трения и сопротивлением воздуха можно пренебречь, так как они малы по сравнению с огромными силами упругости (внутренними силами), возникающими при ударе.

2. Выстрел из ружья. В очень короткий промежуток времени, пока пуля движется в стволе, систему «ружьё – пуля» можно считать замкнутой. Сила давления пороховых газов (внутренняя сила) на много порядков больше внешних сил (например, силы тяжести, действующей на систему).

3. Человек, прыгающий с неподвижной лодки на берег. В горизонтальном направлении на систему «человек – лодка» не действуют внешние силы (если пренебречь сопротивлением воды). Поэтому в этом направлении систему можно считать замкнутой.

4. Солнечная система. При рассмотрении движения планет и других тел внутри Солнечной системы ее можно считать приближенно замкнутой. Силы гравитационного притяжения между Солнцем и планетами (внутренние силы) значительно больше сил притяжения со стороны других звезд и галактик (внешние силы).

Ответ: Систему тел можно считать замкнутой, если векторная сумма всех внешних сил, приложенных к телам системы, равна нулю, или если внешние силы пренебрежимо малы по сравнению с внутренними силами, действующими между телами системы. Примерами могут служить: столкновение бильярдных шаров, система «ружье-пуля» в момент выстрела, Солнечная система (приближенно).