Номер 4, страница 45 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 2. Взаимодействие тел. Параграф 20. Взаимодействие тел - номер 4, страница 45.

Решение.

1) Решение

Рассмотрим систему из двух первоначально неподвижных тел. Так как тела покоятся, их начальные скорости равны нулю, и, следовательно, начальный импульс всей системы также равен нулю: $p_{нач} = 0$.

После взаимодействия тела приходят в движение. Согласно закону сохранения импульса, полный импульс замкнутой системы тел остается постоянным. В данном случае он должен остаться равным нулю. Пусть массы тел равны $m_1$ и $m_2$, а скорости, которые они приобретают после взаимодействия, равны $\vec{v_1}$ и $\vec{v_2}$ соответственно. Тогда закон сохранения импульса для данной системы запишется в векторной форме:

$m_1 \vec{v_1} + m_2 \vec{v_2} = 0$

Из этого уравнения следует, что $m_1 \vec{v_1} = -m_2 \vec{v_2}$. Знак «минус» показывает, что векторы скоростей тел направлены в противоположные стороны.

По условию задачи, числовые значения (модули) скоростей тел равны: $|\vec{v_1}| = |\vec{v_2}| = v$.

Перейдем от векторного уравнения к уравнению для модулей векторов:

$|m_1 \vec{v_1}| = |-m_2 \vec{v_2}|$

$m_1 |\vec{v_1}| = m_2 |\vec{v_2}|$

Подставим в это равенство условие, что модули скоростей равны $\text{v}$:

$m_1 v = m_2 v$

Так как после взаимодействия тела движутся, их скорость $\text{v}$ не равна нулю ($v \neq 0$). Поэтому мы можем разделить обе части уравнения на $\text{v}$, что приводит к следующему условию:

$m_1 = m_2$

Таким образом, два неподвижных тела после взаимодействия приобретают равные по модулю скорости только в том случае, если их массы одинаковы.

Ответ: Это возможно при условии, что массы взаимодействующих тел равны.

---

2) Куда отклонится ветка?

Ветка отклонится вниз.

В какой момент?

Это произойдет в момент, когда птичка отталкивается от ветки, чтобы взлететь.

Почему?

Это явление объясняется третьим законом Ньютона. Чтобы взлететь, птичка должна оттолкнуться от опоры, которой в данном случае является ветка. Птичка действует на ветку с силой, направленной вниз (действие). Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по модулю и противоположное по направлению противодействие. Ветка, в свою очередь, действует на птичку с такой же по величине силой, но направленной вверх (противодействие). Именно эта направленная вверх сила и придает птичке ускорение, позволяя ей взлететь. А сила, с которой птичка подействовала на ветку, заставляет последнюю отклониться вниз.

Также это можно объяснить с помощью закона сохранения импульса. До взлета система «птичка + ветка» находится в покое, и ее суммарный импульс равен нулю. Когда птичка взлетает, она приобретает импульс, направленный вверх. Для того чтобы суммарный импульс системы остался равным нулю, ветка должна приобрести импульс, равный по модулю, но противоположный по направлению, то есть направленный вниз. Это и вызывает ее движение вниз.

Ответ: Ветка отклонится вниз в момент отталкивания птички. Причина этого в третьем законе Ньютона: чтобы получить толчок вверх для взлета, птичка должна оттолкнуться от ветки, подействовав на нее с силой, направленной вниз.