Номер 3, страница 56 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава II. Динамика. Параграф 12. Реактивное движение - номер 3, страница 56.

Условие.

3. Почему при полётах в безвоздушном космическом пространстве может быть использован только реактивный двигатель?

Решение.

Для создания движения большинство двигателей, используемых на Земле, нуждаются во взаимодействии с окружающей средой. Например, автомобиль отталкивается колесами от дороги, лодка — винтом от воды, а самолет — пропеллером или реактивной струей от воздуха. Кроме того, двигатели внутреннего сгорания и воздушно-реактивные двигатели самолетов используют кислород из атмосферы в качестве окислителя для сжигания топлива.

В безвоздушном космическом пространстве (вакууме) нет среды, от которой можно было бы оттолкнуться, и нет атмосферного кислорода.

Реактивный двигатель — единственный, который может работать в таких условиях, поскольку его принцип действия основан на третьем законе Ньютона (законе действия и противодействия) и законе сохранения импульса. Он создает тягу не за счет отталкивания от внешней среды, а за счет отбрасывания части своей собственной массы. Двигатель с огромной скоростью выбрасывает в одном направлении продукты сгорания топлива (реактивную струю). В результате этого, согласно закону сохранения импульса, сам аппарат (ракета) получает импульс и начинает двигаться в противоположном направлении. Изменение импульса ракеты $ \Delta \vec{p}_{ракеты} $ равно по модулю и противоположно по направлению изменению импульса выброшенных газов $ \Delta \vec{p}_{газов} $:

$ \Delta \vec{p}_{ракеты} = - \Delta \vec{p}_{газов} $

Кроме того, реактивный двигатель является автономным, так как он несет на борту не только топливо, но и окислитель (например, жидкий кислород), необходимый для его сжигания. Таким образом, для его работы не требуется наличие атмосферы.

По этим причинам только реактивный двигатель способен обеспечить движение в вакууме.

Ответ: Реактивный двигатель может быть использован для полетов в безвоздушном пространстве, так как для создания тяги ему не нужна внешняя среда для опоры или окислитель из атмосферы. Он работает на основе закона сохранения импульса, отбрасывая часть своей массы (продукты сгорания), и за счет этого движется в противоположную сторону, при этом все необходимые компоненты (топливо и окислитель) он несет с собой.