Номер 4, страница 75, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 5. Тепловые машины. Параграф 28. Паровые и газовые турбины. Турбореактивные двигатели и реактивные двигатели ракет - номер 4, страница 75.

Условие.

4*. За 5 с из турбореактивного двигателя выбрасывается 700 г продуктов сгорания со скоростью 500 м/с. Чему равна развиваемая двигателем реактивная сила?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

$t = 5$ с

$m = 700$ г

$v = 500$ м/с

$m = 700 \text{ г} = 0.7 \text{ кг}$

Найти:

$F_р$ — ?

Решение:

Реактивная сила возникает вследствие того, что от тела отделяется и движется с некоторой скоростью его часть. Согласно закону сохранения импульса, тело при этом приобретает такой же по модулю, но противоположно направленный импульс.

Реактивная сила, развиваемая двигателем, может быть найдена через второй закон Ньютона в импульсной форме. Сила, действующая на выбрасываемые газы со стороны двигателя ($\text{F}$), равна изменению их импульса ($\Delta p$) за промежуток времени ($\text{t}$):

$F = \frac{\Delta p}{t}$

Изменение импульса выброшенных продуктов сгорания равно:

$\Delta p = m \cdot v$, так как их начальный импульс относительно двигателя был равен нулю.

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой двигатель действует на газы ($\text{F}$), равна по модулю и противоположна по направлению реактивной силе ($F_р$), с которой газы действуют на двигатель.

Следовательно, модуль реактивной силы равен:

$F_р = F = \frac{m \cdot v}{t}$

Подставим числовые значения в полученную формулу:

$F_р = \frac{0.7 \text{ кг} \cdot 500 \text{ м/с}}{5 \text{ с}} = \frac{350 \text{ Н} \cdot \text{с}}{5 \text{ с}} = 70 \text{ Н}$

Ответ: развиваемая двигателем реактивная сила равна 70 Н.