Номер 4, страница 43 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 2. Взаимодействие тел. Параграф 19. Инерция - номер 4, страница 43.

Решение.

1) Какую вагонетку легче остановить при её движении по инерции: пустую или гружёную? Почему?

Легче остановить пустую вагонетку. Это связано с явлением инерции. Инерция — это свойство тела сохранять свою скорость, когда на него не действуют другие тела. Мерой инертности тела является его масса. Чем больше масса тела, тем оно более инертно, то есть тем сложнее изменить его скорость. У пустой вагонетки масса меньше, чем у гружёной, следовательно, её инертность меньше, и для её остановки потребуется приложить меньшую силу или действовать силой в течение меньшего времени.

Ответ: Легче остановить пустую вагонетку, так как её масса и, следовательно, инертность меньше, чем у гружёной.

2) Почему при выстреле из орудия снаряд приобретает бóльшую скорость, а само орудие — значительно меньшую?

Это объясняется законом сохранения импульса. До выстрела система «орудие-снаряд» покоится, и её суммарный импульс равен нулю. В момент выстрела пороховые газы действуют с одинаковой по модулю, но противоположной по направлению силой и на снаряд, и на орудие (согласно третьему закону Ньютона). В результате этого взаимодействия снаряд и орудие приобретают импульсы, равные по модулю, но противоположные по направлению, поэтому их сумма по-прежнему равна нулю. Пусть $m_с$ и $v_с$ — масса и скорость снаряда, а $m_о$ и $v_о$ — масса и скорость орудия. Тогда, согласно закону сохранения импульса, $m_с \cdot v_с = m_о \cdot v_о$. Из этой формулы можно выразить отношение скоростей: $\frac{v_с}{v_о} = \frac{m_о}{m_с}$. Поскольку масса орудия $m_о$ во много раз больше массы снаряда $m_с$, то и скорость снаряда $v_с$ будет во столько же раз больше скорости орудия $v_о$.

Ответ: Согласно закону сохранения импульса, импульсы снаряда и орудия равны по величине. Так как масса орудия значительно больше массы снаряда, его скорость будет во столько же раз меньше скорости снаряда.

3) Почему при катании на коньках человек может упасть, если конёк зацепится за что-нибудь?

Когда человек катается на коньках, его тело движется с определённой скоростью. Если конёк внезапно зацепится за препятствие (например, трещину во льду) и резко остановится, то ноги человека тоже остановятся. Однако верхняя часть туловища по инерции продолжает двигаться вперёд с прежней скоростью. В результате этого человек теряет равновесие и падает вперёд.

Ответ: Ноги человека резко останавливаются вместе с коньком, а верхняя часть тела по инерции продолжает движение вперёд, что приводит к падению.

4) В каком направлении наклоняются люди, стоящие в движущемся вагоне, при внезапной остановке вагона? Почему?

При внезапной остановке вагона люди, стоящие в нём, наклоняются вперёд, в направлении движения вагона. Это происходит из-за инерции. Тело человека, движущегося вместе с вагоном, стремится сохранить свою скорость. Когда вагон резко тормозит, ноги человека, стоящие на полу, тоже замедляются вместе с вагоном. Но верхняя часть тела, по инерции, продолжает двигаться вперёд с той же скоростью, с которой двигался вагон до остановки. Это и вызывает наклон вперёд.

Ответ: Люди наклоняются вперёд, по ходу движения вагона. Это происходит потому, что их тела по инерции стремятся сохранить прежнюю скорость и направление движения.

5) Всадник быстро мчится на лошади. Что будет с всадником, если лошадь споткнётся?

Если лошадь, быстро мчащаяся вперёд, споткнётся и резко остановится, всадник по инерции продолжит своё движение вперёд с прежней скоростью. Поскольку его движение вперёд больше не поддерживается лошадью, он будет выброшен из седла и полетит вперёд, через голову лошади. Это явление — прямое следствие первого закона Ньютона (закона инерции).

Ответ: Всадник по инерции продолжит движение вперёд и будет сброшен с лошади через её голову.