Номер 3, страница 127 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 38. Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса. Глава 4. Законы сохранения в механике - номер 3, страница 127.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Импульс тела (или материальной точки) — это векторная физическая величина, равная произведению массы тела $m$ на его скорость $\vec{v}$. Формула для импульса: $\vec{p} = m\vec{v}$. Направление вектора импульса совпадает с направлением вектора скорости.

Изменение импульса тела $\Delta\vec{p}$ определяется как разность между его конечным импульсом $\vec{p}_2$ и начальным импульсом $\vec{p}_1$:

$\Delta\vec{p} = \vec{p}_2 - \vec{p}_1$

Рассмотрим условия, данные в задаче:

1. Автомобиль трогается с места. Это означает, что его начальная скорость равна нулю, $\vec{v}_1 = 0$. Следовательно, начальный импульс автомобиля также равен нулю:

$\vec{p}_1 = m \cdot \vec{v}_1 = m \cdot 0 = 0$

2. После того как автомобиль тронулся, он приобретает некоторую скорость $\vec{v}_2$, направленную в сторону движения. Его конечный импульс $\vec{p}_2$ будет равен:

$\vec{p}_2 = m\vec{v}_2$

Вектор конечного импульса $\vec{p}_2$ сонаправлен с вектором конечной скорости $\vec{v}_2$.

Теперь мы можем найти вектор изменения импульса, подставив значения начального и конечного импульсов в формулу:

$\Delta\vec{p} = \vec{p}_2 - \vec{p}_1 = m\vec{v}_2 - 0 = m\vec{v}_2$

Из полученного выражения следует, что вектор изменения импульса $\Delta\vec{p}$ равен конечному импульсу автомобиля $\vec{p}_2$. Так как вектор $\vec{p}_2$ направлен в ту же сторону, что и скорость автомобиля $\vec{v}_2$, то и вектор изменения импульса $\Delta\vec{p}$ направлен в сторону движения автомобиля.

Этот же вывод можно сделать из второго закона Ньютона в импульсной форме: $\Delta\vec{p} = \vec{F}_{рез} \Delta t$, где $\vec{F}_{рез}$ — результирующая сила, действующая на тело. Вектор изменения импульса всегда сонаправлен с вектором результирующей силы. Чтобы автомобиль начал движение, на него должна действовать результирующая сила (сила тяги), направленная вперёд.

Ответ: Вектор изменения импульса направлен в сторону движения автомобиля.