Номер 402, страница 62 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение - номер 402, страница 62.

Условие.

402. Автомобиль буксует на скользкой дороге. Изменяется ли импульс автомобиля? Как внешние силы могут изменить импульс автомобиля?

Решение.

Изменяется ли импульс автомобиля?

Импульс тела — это векторная физическая величина, равная произведению массы тела $m$ на его скорость $\vec{v}$: $\vec{p} = m\vec{v}$. Следовательно, импульс автомобиля изменяется тогда и только тогда, когда изменяется его скорость. Когда автомобиль буксует, это означает, что его ведущие колеса проскальзывают относительно дороги. При этом возможны два основных сценария:

1. Автомобиль остается на месте. В этом случае его скорость равна нулю, а значит, и импульс равен нулю и не изменяется.

2. Автомобиль медленно и, возможно, неравномерно движется вперед. В этом случае его скорость изменяется (он ускоряется, даже если и незначительно). Поскольку скорость меняется, то меняется и импульс автомобиля.

Чаще всего ситуация пробуксовки подразумевает попытку начать движение, поэтому, как правило, скорость автомобиля меняется.

Ответ: Да, импульс автомобиля изменяется, если в процессе пробуксовки меняется его скорость.

Как внешние силы могут изменить импульс автомобиля?

Согласно второму закону Ньютона в импульсной форме, изменение импульса тела $\Delta \vec{p}$ за промежуток времени $\Delta t$ равно импульсу равнодействующей (суммарной) всех внешних сил $\vec{F}_{сум}$, действующих на тело: $\Delta \vec{p} = \vec{F}_{сум} \cdot \Delta t$.

Таким образом, для изменения импульса автомобиля необходимо, чтобы сумма всех внешних сил, приложенных к нему, не была равна нулю. Внешними силами, влияющими на движение автомобиля в горизонтальном направлении, являются:

• Сила тяги: это сила трения (в данном случае трения скольжения), действующая со стороны дороги на ведущие колеса автомобиля и направленная в сторону движения.
• Силы сопротивления: к ним относятся сила сопротивления воздуха и сила трения качения для неведущих колес. Эти силы направлены против движения.

Импульс автомобиля будет увеличиваться, если сила тяги превышает силы сопротивления. Если силы сопротивления больше силы тяги, или если появляются дополнительные тормозящие силы (например, при движении в гору), импульс автомобиля будет уменьшаться.

Ответ: Внешние силы изменяют импульс автомобиля, если их равнодействующая (векторная сумма) не равна нулю. Изменение импульса происходит под действием силы тяги (создаваемой за счет трения колес о дорогу) и сил сопротивления (сопротивление воздуха, трение качения).