Вариант 3, страница 73 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-3. Инерция. Взаимодействие тел. Масса тела - страница 73.

Условие.

Вариант 3

1. Почему, если тарелку, полную супа, быстро поставить на стол, суп из тарелки выплёскивается?

2. Если плотно прижать ружьё к плечу, то скорость движения ружья при отдаче уменьшается. Почему?

3. Из винтовки вылетает пуля со скоростью $700 \frac{\text{м}}{\text{с}}$. Определите массу винтовки, если при отдаче она приобретает скорость $1,6 \frac{\text{м}}{\text{с}}$, а масса пули $10 \text{ г}$.

Решение.

1. Это явление объясняется инерцией. Когда мы несём тарелку, суп движется вместе с ней. При резкой остановке тарелки о стол, суп, по инерции, стремится сохранить свою скорость и продолжает движение вперёд. В результате этого жидкость поднимается по передней стенке тарелки и выплёскивается за её край.

Ответ: Суп выплёскивается из-за явления инерции: тарелка останавливается, а суп, находящийся в ней, продолжает двигаться.

2. Это связано с законом сохранения импульса. При выстреле система "пуля – ружьё" является замкнутой, и её суммарный импульс сохраняется. До выстрела он равен нулю, значит, и после выстрела он останется равным нулю. Импульс, который получает пуля, равен по модулю и противоположен по направлению импульсу отдачи ружья. Если ружьё плотно прижато к плечу, то в отдаче участвует не только ружьё, но и тело стрелка. Таким образом, общая масса отдачи $\text{M}$ (масса ружья + масса стрелка) значительно увеличивается по сравнению с массой одного ружья $\text{m}$. Так как импульс отдачи $P = Mv$ остаётся неизменным (равным по модулю импульсу пули), то при увеличении массы $\text{M}$ скорость отдачи $\text{v}$ должна уменьшиться.

Ответ: При прижатии ружья к плечу увеличивается общая масса, участвующая в отдаче. Согласно закону сохранения импульса, при большей массе скорость отдачи будет меньше, так как произведение массы на скорость должно оставаться постоянным.

3. Дано:

Скорость пули $v_п = 700$ м/с
Масса пули $m_п = 10$ г
Скорость винтовки $v_в = 1.6$ м/с

$m_п = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$

Найти:

Массу винтовки $m_в$

Решение:

До выстрела винтовка и пуля покоились, поэтому их суммарный импульс был равен нулю. После выстрела, согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы "винтовка-пуля" также должен оставаться равным нулю.

Запишем закон сохранения импульса в векторном виде: $m_п \vec{v_п} + m_в \vec{v_в} = 0$

Спроецируем это уравнение на ось, направленную в сторону движения пули. Скорость винтовки при отдаче будет направлена в противоположную сторону, поэтому её проекция будет отрицательной. $m_п v_п - m_в v_в = 0$

Отсюда следует, что импульсы пули и винтовки равны по модулю: $m_п v_п = m_в v_в$

Выразим массу винтовки $m_в$: $m_в = \frac{m_п v_п}{v_в}$

Подставим числовые значения в систему СИ: $m_в = \frac{0.01 \text{ кг} \cdot 700 \text{ м/с}}{1.6 \text{ м/с}} = \frac{7 \text{ кг} \cdot \text{м/с}}{1.6 \text{ м/с}} = 4.375 \text{ кг}$

Ответ: масса винтовки равна 4.375 кг.