Номер 4, страница 132, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 15. Реактивное движение. Освоение космоса - номер 4, страница 132.

Условие.

4. Приведите примеры реактивного движения.

Решение.

Реактивное движение — это движение тела, возникающее в результате отделения от него с некоторой скоростью его части. В основе этого явления лежит закон сохранения импульса. Когда от тела массой $\text{M}$ отделяется его часть массой $\text{m}$ со скоростью $\vec{v}$, само тело приобретает скорость $\vec{V}$, направленную в противоположную сторону. В замкнутой системе суммарный импульс сохраняется. Если до взаимодействия тело покоилось, то после разделения его частей выполняется равенство:

$M\vec{V} + m\vec{v} = 0$, откуда $\vec{V} = -\frac{m}{M}\vec{v}$

Знак «минус» указывает на то, что направление движения тела противоположно направлению движения отделившейся части. Примеры реактивного движения можно найти как в технике, так и в живой природе.

Примеры в технике:

• Ракеты и космические аппараты: Самый известный пример. Движение создается за счет выброса с огромной скоростью продуктов сгорания топлива (реактивной струи). Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой ракета действует на газы, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой газы действуют на ракету, заставляя ее двигаться.
• Реактивные самолеты: Турбореактивные двигатели всасывают воздух, сжимают его, смешивают с топливом и поджигают. Образующиеся раскаленные газы с большой скоростью выбрасываются из сопла, создавая реактивную тягу, которая толкает самолет вперед.
• Водометные движители: Используются на катерах, гидроциклах. Вода забирается из-под днища судна и с помощью мощного насоса выбрасывается через сопло назад, что приводит к движению судна вперед.
• Отдача оружия при выстреле: Когда пуля и пороховые газы с большой скоростью вылетают из ствола, оружие получает импульс в противоположном направлении, что ощущается как отдача.

Примеры в живой природе:

• Головоногие моллюски (кальмары, осьминоги, каракатицы): Они набирают воду в специальную мантийную полость, а затем резко выбрасывают ее через узкий сифон. Это позволяет им быстро перемещаться в воде.
• Медузы и сальпы: Движутся, сокращая свой купол и выталкивая из-под него воду, что создает реактивную тягу.
• Растение «бешеный огурец»: После созревания плод этого растения с силой выбрасывает семена вместе со слизью, при этом сам плод отлетает в противоположную сторону.

Бытовые и демонстрационные примеры:

• Надувной шарик: Если надуть воздушный шарик и отпустить его, не завязывая, он начнет летать. Выходящий из него воздух создает реактивную силу, толкающую шарик в противоположном направлении.
• Поливочный шланг: Когда из шланга под большим напором бьет струя воды, его нужно крепко держать, так как на него действует сила отдачи, стремящаяся отбросить его назад.

Ответ: Примерами реактивного движения являются: полет ракет и реактивных самолетов, движение кальмаров и медуз, отдача оружия при выстреле, движение отпущенного надутого воздушного шарика, а также движение плода растения «бешеный огурец» при разбрасывании семян.