Номер 436, страница 67 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение - номер 436, страница 67.

Условие.

► 436. Сделайте дома сегнерово колесо:
в шарике для настольного тенниса горячим гвоздём проткните три отверстия — два из них друг против друга по диаметру шарика, а третье между ними сверху. В эти отверстия вставьте хлорвиниловые трубки, концы боковых трубок загните (рис. 91). Поставьте шарик на гладкую поверхность и подуйте в верхнюю трубку. Шарик начнёт вращаться. Почему? Какой физический закон здесь действует?

Рис. 91

Решение.

Почему?

Когда вы дуете в верхнюю трубку, воздух попадает внутрь шарика и создает там повышенное давление. Под действием этого давления воздух устремляется наружу через боковые, изогнутые трубки. Струи воздуха, вырывающиеся из трубок, создают реактивную силу. Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой шарик выталкивает воздух, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой воздух толкает шарик. Поскольку трубки направлены тангенциально (по касательной к окружности вращения), эти реактивные силы создают вращающий момент, который и заставляет шарик вращаться в сторону, противоположную направлению выхода струй воздуха. Ответ: Шарик начинает вращаться из-за возникновения реактивной силы, создаваемой струями воздуха, которые выходят из загнутых трубок. Эта сила создает вращающий момент.

Какой физический закон здесь действует?

В основе этого явления лежит закон сохранения импульса. До начала движения система «шарик + воздух внутри» покоится, её суммарный импульс равен нулю. Когда воздух начинает вылетать из трубок в одну сторону, он уносит с собой некоторый импульс. Чтобы суммарный импульс замкнутой системы оставался равным нулю, шарик должен приобрести импульс, равный по величине и противоположный по направлению импульсу вытекающего воздуха. Это и приводит к его вращению. Также это явление является прекрасной иллюстрацией третьего закона Ньютона (сила действия равна силе противодействия). Ответ: Здесь действует закон сохранения импульса и третий закон Ньютона.