Номер 19.33, страница 68 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 19. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 19.33, страница 68.

19.33* [Д. 76*] При выстреле в горизонтальном направлении пистолет приобретает импульс, противоположный по направлению импульсу пули. Почему же тогда пистолет подпрыгивает вверх?

Решение

Закон сохранения импульса в данном случае абсолютно верен. Суммарный импульс системы «пистолет–пуля» до выстрела равен нулю. После выстрела импульс пули направлен горизонтально вперед, а импульс отдачи, который получает пистолет, равен ему по величине и направлен строго горизонтально назад, вдоль оси ствола. Однако пистолет не является точечным телом, и точка приложения силы отдачи имеет решающее значение.

Пистолет подпрыгивает вверх из-за возникновения момента силы. Рассмотрим это явление подробнее:

1. Ось ствола пистолета, вдоль которой направлена сила отдачи, находится выше рукоятки, за которую держится стрелок.
2. Рука стрелка, удерживающая пистолет, является точкой опоры или, точнее, осью вращения.
3. Сила отдачи $F_{отд}$, действуя вдоль оси ствола, оказывается приложенной на некотором расстоянии (плече) $l$ от этой оси вращения.
4. В результате возникает вращающий момент $M = F_{отд} \cdot l$, который стремится повернуть пистолет. Направление этого вращения таково, что ствол пистолета поднимается вверх, а рукоятка упирается в руку стрелка.

Таким образом, движение пистолета после выстрела является сложным: это комбинация поступательного движения назад (собственно отдача) и вращательного движения (подброс ствола вверх), вызванного моментом силы отдачи.

Ответ:

Пистолет подпрыгивает вверх, потому что сила отдачи приложена вдоль оси ствола, которая расположена выше точки опоры — руки стрелка. Это создает вращающий момент, который заставляет ствол пистолета поворачиваться вверх.