Номер 1, страница 30 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-25. Реактивное движение. Ракеты. Вариант 2 - номер 1, страница 30.

Условие.

1. Какой закон лежит в основе реактивного движения?

Решение.

1. Решение

В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса. Этот фундаментальный закон физики гласит, что векторная сумма импульсов всех тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Рассмотрим ракету как систему, состоящую из оболочки и топлива. В начальный момент времени, если ракета покоится, ее суммарный импульс равен нулю. Когда из сопла ракеты с большой скоростью $\vec{u}$ относительно ракеты выбрасываются продукты сгорания (газы) массой $m_г$, они приобретают импульс $\vec{p}_г$.

Поскольку система "ракета-газы" является замкнутой (внешними силами, такими как сопротивление воздуха или гравитация вдали от планет, можно пренебречь), ее суммарный импульс должен остаться равным нулю. Для этого оболочка ракеты массой $M_р$ должна приобрести скорость $\vec{v}_р$ и, соответственно, импульс $\vec{p}_р$, равный по модулю и противоположный по направлению импульсу выброшенных газов.

Математически это выражается так: $\vec{p}_р + \vec{p}_г = 0$ $M_р \vec{v}_р + m_г \vec{v}_г = 0$ Отсюда $M_р \vec{v}_р = -m_г \vec{v}_г$.

Это равенство показывает, что ракета движется в сторону, противоположную истечению газов.

Также явление реактивного движения можно описать с помощью третьего закона Ньютона. Сила, с которой ракета отбрасывает от себя газы, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой газы действуют на ракету. Именно эта вторая сила, называемая реактивной, и ускоряет ракету. Оба закона, по сути, описывают одно и то же явление с разных точек зрения (через импульс и через силы).

Ответ: В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса.