Номер 10.10, страница 32 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 10. Взаимодействие тел. Масса тел. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 10.10, страница 32.

10.10° [203°] Колба подвешена на нити (рис. II-29). Останется ли колба в состоянии покоя при сильном кипении воды в ней? Объясните явление.

Рис. II-29

Решение

Нет, колба не останется в состоянии покоя при сильном кипении воды. Она придет во вращательное движение.

Это явление объясняется на основе третьего закона Ньютона (закона действия и противодействия) и принципа реактивного движения.

1. При нагревании вода в колбе превращается в пар. Давление пара внутри колбы значительно возрастает.

2. Этот пар с большой скоростью устремляется наружу через две изогнутые трубки, вставленные в пробку.

3. Согласно третьему закону Ньютона, силы всегда возникают парами. Сила, с которой пар вырывается из трубки, равна по модулю и противоположна по направлению силе, действующей со стороны пара на трубку. Эту силу называют реактивной силой.

4. На рисунке видно, что трубки изогнуты в противоположные стороны. Поэтому реактивные силы, действующие на каждую из трубок, также направлены в противоположные стороны. Эти две силы создают вращающий момент (пару сил), который заставляет всю систему (колбу с водой и пробкой) вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через нить подвеса.

Таким образом, установка представляет собой простейшую модель реактивной паровой турбины (эолипила Герона).

Ответ: Нет, колба не останется в состоянии покоя. Она начнет вращаться вокруг нити подвеса из-за реактивного действия струй пара, выходящих из изогнутых трубок.