Номер 19.23, страница 67 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 19. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 19.23, страница 67.

19.23 [д. 71] Во время салюта выстрел был произведён в вертикальном направлении в безветренную погоду, причём взрыв снаряда произошёл в верхней точке траектории полёта. Чему равен суммарный импульс системы горящих частиц в момент взрыва?

Дано:

Скорость снаряда в верхней точке траектории $v_{до} = 0$ м/с.

Найти:

Суммарный импульс системы горящих частиц в момент взрыва $p_{после}$ — ?

Решение:

Рассмотрим систему «снаряд до взрыва» и «горящие частицы после взрыва». Взрыв снаряда является внутренним процессом для этой системы, так как он происходит под действием внутренних сил. Внешней силой, действующей на систему, является сила тяжести. Однако сам процесс взрыва происходит за очень малый промежуток времени, поэтому действием внешней силы за это время можно пренебречь. Это позволяет применить к системе закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса утверждает, что суммарный импульс замкнутой системы тел остается неизменным. Таким образом, суммарный импульс системы частиц сразу после взрыва ($p_{после}$) равен импульсу снаряда непосредственно перед взрывом ($p_{до}$).

Импульс тела вычисляется по формуле $p = m \cdot v$, где $m$ — масса тела, а $v$ — его скорость.

Согласно условию, взрыв происходит в верхней точке траектории полета снаряда. В наивысшей точке вертикального полета скорость тела на мгновение становится равной нулю. Следовательно, скорость снаряда перед взрывом $v_{до} = 0$.

Найдем импульс снаряда перед взрывом:

$p_{до} = m \cdot v_{до} = m \cdot 0 = 0$

По закону сохранения импульса:

$p_{после} = p_{до}$

Следовательно, суммарный импульс системы горящих частиц в момент взрыва также равен нулю.

$p_{после} = 0$

Это означает, что хотя отдельные частицы разлетаются с различными скоростями в разные стороны, векторная сумма их импульсов равна нулю.

Ответ: суммарный импульс системы горящих частиц в момент взрыва равен нулю.