Номер 7, страница 24 - гдз по физике 9 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Импульс, работа, мощность. Вариант 1 - номер 7, страница 24.

Условие.

7*. Из ружья стреляют в лежащий на гладком столе деревянный брусок. Скорость пули направлена горизонтально. При каком условии суммарный импульс пули и бруска остаётся неизменным?

А. Если пуля застревает в бруске.

Б. Если пуля пробивает брусок насквозь.

В. Если пуля пролетает мимо бруска.

Г. При любом из перечисленных выше условий.

Решение.

Решение

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс замкнутой системы тел остается постоянным (сохраняется). Система считается замкнутой, если равнодействующая всех внешних сил, приложенных к телам системы, равна нулю ($ \sum \vec{F}_{\text{внешн}} = 0 $). В этом случае суммарный импульс системы $ \vec{p}_{\text{сист}} $ не изменяется со временем.

В данной задаче рассматривается система, состоящая из пули и бруска. На эту систему действуют внешние силы: силы тяжести (направлены вертикально вниз) и сила нормальной реакции опоры со стороны стола (направлена вертикально вверх). Поскольку движение происходит в горизонтальной плоскости, эти вертикальные силы уравновешивают друг друга. Стол описан как гладкий, следовательно, силой трения в горизонтальном направлении можно пренебречь. Силой сопротивления воздуха также пренебрегаем.

Таким образом, сумма внешних сил, действующих на систему «пуля + брусок» в горизонтальном направлении, равна нулю. Это означает, что система является замкнутой в этом направлении, и ее суммарный горизонтальный импульс сохраняется независимо от характера взаимодействия между телами внутри системы.

Проанализируем предложенные условия:

А. Если пуля застревает в бруске. В этом случае происходит абсолютно неупругое столкновение. Силы, действующие между пулей и бруском, являются внутренними для системы. Поскольку система замкнута, ее суммарный импульс сохраняется.

Б. Если пуля пробивает брусок насквозь. В этом случае происходит неупругое столкновение. Силы взаимодействия также являются внутренними, поэтому суммарный импульс системы сохраняется.

В. Если пуля пролетает мимо бруска. В этом случае взаимодействия между пулей и бруском нет. Импульс пули не меняется, а импульс бруска остается равным нулю. Следовательно, их суммарный импульс также остается неизменным.

Так как во всех трех перечисленных случаях суммарный импульс системы «пуля и брусок» остается неизменным, правильным является вариант Г.

Ответ: Г. При любом из перечисленных выше условий.