Номер 9, 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 9, страница 127.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Реактивная сила — это сила, возникающая при отделении от тела некоторой его части с определённой скоростью. Возникновение этой силы является прямым следствием закона сохранения импульса.

Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из тела (например, ракеты) и отделяемой от него части (например, сгорающих газов). Пусть до начала движения система покоилась, а значит, её суммарный импульс был равен нулю. Когда часть тела массой $m$ отделяется и выбрасывается со скоростью $\vec{v}$ (относительно земли), то оставшаяся часть тела массой $M$ приобретает скорость $\vec{u}$ в направлении, противоположном движению выброшенной массы.

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы должен оставаться неизменным, то есть равным нулю:

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

Из этого уравнения следует, что импульс, который приобретает тело, равен по модулю и противоположен по направлению импульсу, который приобретает выброшенная часть:

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

Сила, которая сообщает телу (ракете) импульс $M\vec{u}$ и приводит его в движение, и называется реактивной силой.

Возникновение реактивной силы также можно объяснить с помощью третьего закона Ньютона. Тело (ракета) действует на выбрасываемые газы с силой $\vec{F_1}$, заставляя их двигаться назад. Согласно третьему закону Ньютона, газы действуют на тело (ракету) с силой $\vec{F_2}$, которая равна по модулю и противоположна по направлению силе $\vec{F_1}$: $\vec{F_2} = -\vec{F_1}$. Эта сила $\vec{F_2}$ и есть реактивная сила (или сила тяги), которая толкает ракету вперёд.

Примеры проявления реактивной силы: движение ракет и реактивных самолётов, передвижение кальмаров и медуз, которые выбрасывают из себя струю воды, отдача оружия при выстреле, вращение садовых разбрызгивателей.

Ответ: Реактивная сила возникает в соответствии с законом сохранения импульса, когда от тела отделяется его часть с некоторой скоростью. В результате оставшаяся часть тела приобретает импульс, равный по величине и противоположный по направлению импульсу отделённой части. Сила, сообщающая этот импульс основному телу, и является реактивной силой. Также её возникновение можно объяснить третьим законом Ньютона: это сила реакции, равная по модулю и противоположная по направлению силе, с которой тело отталкивает от себя свою часть.