Номер 3, страница 77 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 17. Развитие ракетной техники. Вспомните - номер 3, страница 77.

Условие.

В чём заключается основной принцип действия ракеты?

Решение.

Основной принцип действия ракеты заключается в реактивном движении. Этот принцип основан на законе сохранения импульса и третьем законе Ньютона.

Внутри ракеты сгорает топливо, образуя большое количество газов высокой температуры и давления. Эти газы с огромной скоростью выбрасываются из сопла ракеты в одном направлении. Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Вырывающиеся газы (действие) создают силу, которая толкает ракету в противоположном направлении (противодействие). Эта сила называется реактивной тягой.

Если рассмотреть систему "ракета + выбрасываемые газы" как замкнутую, то её суммарный импульс сохраняется. Пусть до старта ракета покоилась, и её импульс был равен нулю. Когда из сопла выбрасывается масса газов $m_{газ}$ со скоростью $\vec{v}_{газ}$, они приобретают импульс $\vec{p}_{газ} = m_{газ}\vec{v}_{газ}$. Чтобы суммарный импульс системы остался равным нулю, ракета массой $M_{ракета}$ должна приобрести противоположно направленный импульс $\vec{P}_{ракета} = M_{ракета}\vec{V}_{ракета}$. Таким образом, выполняется равенство:

$M_{ракета}\vec{V}_{ракета} + m_{газ}\vec{v}_{газ} = 0$

Из этого следует, что $M_{ракета}\vec{V}_{ракета} = -m_{газ}\vec{v}_{газ}$.

Ключевая особенность реактивного двигателя заключается в том, что ему не нужна внешняя опора или среда (например, воздух или земля) для отталкивания. Ракета движется за счет отбрасывания собственной массы, поэтому она может перемещаться и ускоряться в безвоздушном пространстве (вакууме), что делает возможными полеты в космос.

Ответ: Принцип действия ракеты основан на реактивном движении, которое подчиняется закону сохранения импульса. Ракета отбрасывает часть своей массы (продукты сгорания топлива) в одном направлении, в результате чего сама движется в противоположном направлении под действием реактивной силы.