Номер 3, страница 24 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Взаимодействие тел. Самостоятельные работы. СР-20. Взаимодействие тел. Вариант 1 - номер 3, страница 24.

Условие.

3. Почему пожарному тяжело удержать брандспойт, из которого бьёт вода (рис. 25)?

Рис. 25

Решение.

3. Почему пожарному тяжело удержать брандспойт, из которого бьёт вода (рис. 25)?

Решение

Трудность удержания пожарного брандспойта объясняется законом сохранения импульса, который является следствием третьего закона Ньютона.

Согласно третьему закону Ньютона, силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. В данном случае взаимодействуют брандспойт и вытекающая из него вода. Брандспойт с большой силой выталкивает воду вперёд. Это сила действия. В то же время, согласно закону, вода действует на брандспойт с точно такой же по величине, но направленной назад силой. Эта сила называется силой противодействия, или реактивной силой.

Именно эта реактивная сила и толкает брандспойт назад, в сторону пожарного. Её величина $\text{F}$ зависит от скорости истечения воды $\text{v}$ и от массы воды $\Delta m$, которая вытекает за промежуток времени $\Delta t$:

$F = \frac{\Delta m}{\Delta t} \cdot v$

Для эффективного тушения огня вода должна вылетать из брандспойта с очень высокой скоростью и в большом объеме, поэтому и скорость $\text{v}$, и массовый расход воды $\frac{\Delta m}{\Delta t}$ велики. Это приводит к возникновению значительной реактивной силы, для компенсации которой пожарному необходимо прикладывать большое усилие.

Ответ:

Пожарному тяжело удержать брандспойт из-за возникающей реактивной силы. В соответствии с законом сохранения импульса (третьим законом Ньютона), струя воды, выталкиваемая вперёд, действует на брандспойт с равной по величине, но противоположной по направлению силой, толкая его назад.