Номер 1, страница 67 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

I. Подготовьте реферат по темам (на выбор):

1. «Реактивное движение в природе».

2. «История создания реактивных и ракетных двигателей. Современные ракеты-носители».

3. «К.Э. Циолковский как писатель-фантаст».

4. «Стратегическое партнерство Казахстана и Франции в космической сфере».

5. «Жизнь в космосе».

6. «Космодром Байконур».

1. «Реактивное движение в природе».

Реактивное движение — это движение тела, возникающее в результате отделения от него с некоторой скоростью какой-либо его части. Этот принцип, который человек использует в ракетах и самолетах, был «изобретен» и доведен до совершенства природой за миллионы лет до появления человечества. Физическая основа этого явления — третий закон Ньютона, который гласит, что сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия ($ F_1 = -F_2 $). Для замкнутой системы тел это приводит к закону сохранения импульса: суммарный импульс системы до взаимодействия равен суммарному импульсу после.

Если тело массой $ M $, находящееся в состоянии покоя, отбрасывает от себя часть массой $ m $ со скоростью $ \vec{u} $, то оставшаяся часть тела (массой $ M-m $) приобретает скорость $ \vec{V} $. Согласно закону сохранения импульса:

$ 0 = m\vec{u} + (M-m)\vec{V} $

Отсюда скорость, которую приобретает тело, равна:

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

Знак «минус» в формуле как раз и показывает, что тело начинает двигаться в направлении, противоположном направлению выброшенной массы. Живая природа демонстрирует множество элегантных и эффективных примеров применения этого принципа.

Примеры в животном мире

Самые известные «реактивные пловцы» — это головоногие моллюски: кальмары, осьминоги, каракатицы. Они используют для движения мантийную полость — мышечный мешок, составляющий основную часть их тела. Засасывая воду в эту полость, а затем резко сокращая мышцы, они с огромной силой выбрасывают струю воды через специальную трубку — сифон. Направляя сифон в разные стороны, они могут не только развивать впечатляющую скорость (до 55 км/ч у некоторых видов кальмаров), но и виртуозно маневрировать, мгновенно меняя направление движения. Это позволяет им успешно охотиться и спасаться от хищников.

Медузы и сальпы также передвигаются за счет реактивной тяги. Медуза сокращает свой зонтикообразный купол, выталкивая из-под него воду и получая толчок в обратном направлении. Сальпы, похожие на желеобразные бочонки, прогоняют воду сквозь свое тело, создавая непрерывную реактивную струю.

Некоторые личинки насекомых, например, стрекоз, живущие в воде, используют оригинальный способ экстренного спасения. В случае опасности личинка с силой выбрасывает струю воды из своей задней кишки, что позволяет ей совершить резкий рывок вперед.

Даже двустворчатые моллюски, такие как морские гребешки, способны к реактивному движению. Резко захлопывая створки раковины, они выталкивают воду, что позволяет им совершать скачки по дну или даже недолго плыть в толще воды.

Примеры в растительном мире

В мире растений реактивное движение используется не для передвижения самого организма, а для распространения семян на большие расстояния.

Классическим примером является растение «бешеный огурец» (Ecballium elaterium). По мере созревания его плода внутри нарастает огромное давление. При малейшем прикосновении к созревшему плоду он отрывается от ножки, и из образовавшегося отверстия с силой, подобно ракете, выбрасывается струя клейкой жидкости с семенами. Семена разлетаются на расстояние до 12 метров от материнского растения.

Плоды растения недотрога (Impatiens) также используют похожий механизм. Их созревшие коробочки при прикосновении «взрываются», а их створки резко скручиваются, разбрасывая семена вокруг.

Таким образом, реактивное движение является фундаментальным физическим принципом, который нашел широкое и разнообразное применение в живой природе для решения ключевых задач выживания и размножения.

Ответ:

Представлен развернутый ответ по теме «Реактивное движение в природе». В нем раскрывается физическая суть явления на основе закона сохранения импульса, а также приводятся и описываются конкретные примеры из животного (кальмары, медузы, личинки стрекоз) и растительного (бешеный огурец) мира, демонстрирующие использование принципа реактивного движения для передвижения, защиты и размножения.