Номер 3, страница 169, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 40. Закон сохранения импульса. Вопросы и задания - номер 3, страница 169.

Условие.

3. Почему при выстреле из огнестрельного оружия возникает явление отдачи?

Решение.

3. Решение

Явление отдачи при выстреле из огнестрельного оружия объясняется законом сохранения импульса и третьим законом Ньютона.

Рассмотрим систему, состоящую из оружия и пули. До выстрела эта система находится в состоянии покоя, и её суммарный импульс равен нулю. В момент выстрела внутренние силы (давление пороховых газов) приводят систему в движение. Эти силы значительно превосходят внешние силы (силу тяжести, сопротивление воздуха), поэтому систему «оружие-пуля» на короткий промежуток времени выстрела можно считать замкнутой.

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой пороховые газы действуют на пулю, выталкивая её вперёд, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой газы действуют на оружие, толкая его назад.

Согласно закону сохранения импульса, полный импульс замкнутой системы тел остаётся неизменным. Поскольку до выстрела суммарный импульс был равен нулю, он должен остаться равным нулю и после выстрела. Для этого импульс, полученный оружием, должен быть равен по величине и противоположен по направлению импульсу, полученному пулей.

Это можно записать в виде уравнения:

$m_п \cdot \vec{v_п} + m_о \cdot \vec{v_о} = 0$

где $m_п$ и $\vec{v_п}$ — это масса и скорость пули, а $m_о$ и $\vec{v_о}$ — масса и скорость оружия.

Из этого равенства следует, что импульс оружия равен:

$m_о \cdot \vec{v_о} = -m_п \cdot \vec{v_п}$

Знак «минус» в формуле указывает на то, что вектор скорости оружия $\vec{v_о}$ направлен в сторону, противоположную вектору скорости пули $\vec{v_п}$. Это движение оружия назад и называется отдачей.

Так как масса оружия ($m_о$) значительно больше массы пули ($m_п$), то скорость отдачи оружия ($v_о$) будет во столько же раз меньше скорости пули ($v_п$).

Ответ: Явление отдачи возникает вследствие закона сохранения импульса. При выстреле пуля движется вперед, приобретая определённый импульс. Чтобы суммарный импульс системы «оружие-пуля» остался равным нулю (как и до выстрела), оружие приобретает равный по величине, но противоположный по направлению импульс, что и заставляет его двигаться назад.