Номер 2, 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 2, страница 30.

Условие.

2. Влияет ли на скорость движения танка выстрел, произведённый из башенного орудия в направлении его движения (рис. 43)? Ответ поясните.

Рис. 43

Решение.

Да, выстрел, произведённый из башенного орудия в направлении движения танка, влияет на его скорость. В момент выстрела скорость танка уменьшится.

Это явление объясняется законом сохранения импульса. Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из танка и снаряда. До выстрела танк и снаряд движутся как единое целое со скоростью $v_{1}$. Их общий импульс равен $p_1 = (M + m)v_1$, где $\text{M}$ – масса танка, а $\text{m}$ – масса снаряда.

В момент выстрела пороховые газы с огромной силой выталкивают снаряд вперед, придавая ему импульс $p_{сн} = m v_{сн}$, направленный в сторону движения. Согласно третьему закону Ньютона, на танк в этот момент действует точно такая же по величине, но противоположная по направлению сила — сила отдачи. Эта сила сообщает танку импульс отдачи $p_{отд}$, направленный против движения.

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы "танк + снаряд" после выстрела должен остаться таким же, каким был до выстрела:

$p_1 = p_2$

$(M + m)v_1 = M v_2 + m v_{сн}$

где $v_2$ – скорость танка сразу после выстрела, а $v_{сн}$ – скорость снаряда.

Поскольку снаряд вылетает в направлении движения, его импульс $m v_{сн}$ велик и положителен. Чтобы равенство сохранялось, импульс танка $M v_2$ должен уменьшиться. Следовательно, скорость танка $v_2$ станет меньше его первоначальной скорости $v_1$. Иными словами, импульс отдачи, направленный против движения, притормозит танк.

Ответ: Да, выстрел в направлении движения танка уменьшит его скорость. Это происходит из-за силы отдачи, которая, согласно закону сохранения импульса, направлена в сторону, противоположную движению снаряда, и, следовательно, тормозит танк.