Номер 426, страница 65 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Законы движения и взаимодействия тел - номер 426, страница 65.

426. Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Какому вектору (рис. 84) сонаправлен вектор импульса тела в точке А?

Рис. 84

Решение

Импульс тела $ \vec{p} $ — это векторная физическая величина, равная произведению массы тела $ m $ на его скорость $ \vec{v} $. Он определяется формулой:

$ \vec{p} = m \cdot \vec{v} $

Так как масса $ m $ является положительной скалярной величиной, вектор импульса $ \vec{p} $ всегда сонаправлен (имеет то же направление, что и) с вектором скорости $ \vec{v} $.

При движении тела по окружности вектор его мгновенной скорости в любой точке траектории направлен по касательной к окружности в этой точке в сторону движения.

Рассмотрим векторы, изображенные на рисунке 84, исходящие из точки A. Вектор 4 направлен к центру окружности, то есть он сонаправлен с вектором центростремительного ускорения. Векторы 1 и 3 не являются касательными к окружности в точке А. Единственный вектор, который направлен по касательной к окружности в точке A, — это вектор 2.

Поскольку вектор скорости, а следовательно и импульса, должен быть направлен по касательной к траектории движения, то единственным подходящим направлением из предложенных является направление вектора 2.

Примечание: На рисунке стрелка, указывающая общее направление движения, показывает вращение против часовой стрелки. В этом случае в точке А скорость должна быть направлена вертикально вверх. Вектор 2 направлен вниз, что соответствует движению по часовой стрелке. Вероятнее всего, в условии допущена неточность в изображении, и при решении следует опираться на фундаментальный физический принцип, согласно которому вектор скорости (и импульса) при движении по окружности всегда направлен по касательной.

Ответ: Вектор импульса тела в точке А сонаправлен вектору 2.