Номер 9.31, страница 50 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IX. Основы динамики - номер 9.31, страница 50.

Условие.

9.31 Морские каракатицы перемещаются в воде, выбрасывая из себя струи жидкости. На каком физическом явлении основано такое движение?

Решение.

Решение

Движение морской каракатицы, которая перемещается, выбрасывая из себя струю жидкости, основано на физическом явлении, которое называется реактивным движением. Это движение возникает в результате отделения от тела с некоторой скоростью его части.

В основе этого явления лежит закон сохранения импульса. Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из каракатицы и воды, которую она в себе удерживает. До начала движения, когда каракатица и вода внутри нее покоятся, их суммарный импульс равен нулю.

Когда каракатица выбрасывает струю воды массой $m_в$ со скоростью $\vec{v_в}$, выброшенная вода приобретает импульс $\vec{p_в} = m_в \cdot \vec{v_в}$. Согласно закону сохранения импульса, полный импульс замкнутой системы должен оставаться неизменным. Чтобы суммарный импульс системы «каракатица + выброшенная вода» по-прежнему был равен нулю, сама каракатица массой $M_к$ должна получить равный по модулю и противоположный по направлению импульс $\vec{p_к}$:

$ \vec{p_к} + \vec{p_в} = 0 $

Следовательно,

$ \vec{p_к} = -\vec{p_в} $

$ M_к \cdot \vec{v_к} = - m_в \cdot \vec{v_в} $

В результате каракатица приобретает скорость $\vec{v_к}$ и начинает двигаться в направлении, противоположном направлению выброса струи воды.

Также это явление можно объяснить с помощью третьего закона Ньютона: сила, с которой каракатица действует на воду, равна по величине и противоположна по направлению силе реакции, с которой вода действует на каракатицу, толкая ее вперед.

Ответ: Движение каракатицы основано на явлении реактивного движения, которое является следствием закона сохранения импульса.