Номер 6, страница 120 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Физика, 9 класс Учебник, авторы: Пёрышкин И М, Гутник Елена Моисеевна, Иванов Александр Иванович, Петрова Мария Арсеньевна, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета

Авторы: Пёрышкин И. М., Гутник Е. М., Иванов А. И., Петрова М. А.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2023 - 2025

Уровень обучения: базовый

Цвет обложки: белый, синий

ISBN: 978-5-09-102556-9

Допущено Министерством просвещения Российской Федерации

Популярные ГДЗ в 9 классе

Упражнение 23. Параграф 24. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 6, страница 120.

№6 (с. 120)
Условие. №6 (с. 120)
скриншот условия
Физика, 9 класс Учебник, авторы: Пёрышкин И М, Гутник Елена Моисеевна, Иванов Александр Иванович, Петрова Мария Арсеньевна, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 120, номер 6, Условие

6. Автомобиль «Ока» массой 600 кг едет со скоростью 36 км/ч. С какой скоростью должна лететь стрекоза массой 1 г, чтобы при их столкновении автомобиль остановился? Можно ли в данной задаче пренебречь массой стрекозы?

Решение. №6 (с. 120)
Физика, 9 класс Учебник, авторы: Пёрышкин И М, Гутник Елена Моисеевна, Иванов Александр Иванович, Петрова Мария Арсеньевна, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 120, номер 6, Решение
Решение 2. №6 (с. 120)

С какой скоростью должна лететь стрекоза массой 1 г, чтобы при их столкновении автомобиль остановился?

Дано:

$m_1 = 600 \text{ кг}$ (масса автомобиля)

$v_1 = 36 \text{ км/ч} = 36 \cdot \frac{1000 \text{ м}}{3600 \text{ с}} = 10 \text{ м/с}$ (скорость автомобиля)

$m_2 = 1 \text{ г} = 0.001 \text{ кг}$ (масса стрекозы)

$u = 0 \text{ м/с}$ (конечная скорость автомобиля и стрекозы после столкновения)

Найти:

$v_2$ - скорость стрекозы.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Систему тел "автомобиль + стрекоза" можно считать замкнутой, так как взаимодействие (столкновение) происходит за очень короткое время, и за это время действием внешних сил, таких как сила трения и сопротивление воздуха, можно пренебречь.

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы до столкновения равен суммарному импульсу системы после столкновения. В векторной форме это записывается так: $m_1\vec{v_1} + m_2\vec{v_2} = (m_1+m_2)\vec{u}$

По условию задачи, после столкновения автомобиль останавливается. Это означает, что его конечная скорость равна нулю. Так как столкновение можно считать абсолютно неупругим (стрекоза, скорее всего, прилипнет к автомобилю), то конечная скорость всей системы $\vec{u}=0$.

Тогда уравнение сохранения импульса принимает вид: $m_1\vec{v_1} + m_2\vec{v_2} = 0$

Из этого уравнения следует, что импульс стрекозы должен быть равен по модулю и противоположен по направлению импульсу автомобиля: $m_2\vec{v_2} = -m_1\vec{v_1}$

Выберем ось X, направленную в сторону движения автомобиля. Тогда проекция скорости автомобиля на эту ось будет положительной ($v_{1x} = v_1$), а проекция скорости стрекозы, которая должна лететь навстречу, будет искомой величиной $v_{2x} = v_2$. В проекциях на ось X уравнение выглядит так: $m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0$

Выразим из этого уравнения скорость стрекозы $v_2$: $v_2 = -\frac{m_1 v_1}{m_2}$

Подставим числовые значения: $v_2 = -\frac{600 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}}{0.001 \text{ кг}} = -\frac{6000}{0.001} \text{ м/с} = -6\;000\;000 \text{ м/с}$

Знак "минус" указывает на то, что стрекоза должна лететь в направлении, противоположном движению автомобиля. Модуль её скорости должен быть равен $6\;000\;000 \text{ м/с}$. Эта скорость является фантастически большой (около 2% от скорости света в вакууме) и физически недостижимой для стрекозы.

Ответ: Стрекоза должна лететь навстречу автомобилю со скоростью $6\;000\;000 \text{ м/с}$ (или $21\;600\;000 \text{ км/ч}$).

Можно ли в данной задаче пренебречь массой стрекозы?

Решение:

Нет, в данной задаче пренебрегать массой стрекозы нельзя.

Ключевое условие для остановки автомобиля — это то, что импульс стрекозы ($p_2 = m_2 v_2$) должен быть равен по величине и противоположен по направлению импульсу автомобиля ($p_1 = m_1 v_1$).

Если бы мы пренебрегли массой стрекозы, то есть приняли бы $m_2 = 0$, то её импульс при любой конечной скорости был бы равен нулю: $p_2 = 0 \cdot v_2 = 0$. Нулевой импульс стрекозы не смог бы скомпенсировать ненулевой импульс автомобиля ($p_1 = 600 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с} = 6000 \text{ кг}\cdot\text{м/с}$). Таким образом, автомобиль не мог бы остановиться.

Именно наличие массы у стрекозы (пусть и очень малой по сравнению с массой автомобиля) позволяет ей обладать импульсом. Малая масса как раз и является причиной того, что для компенсации импульса автомобиля требуется нереалистично огромная скорость.

Ответ: Нет, массой стрекозы пренебречь нельзя, так как именно её импульс (произведение массы на скорость) должен погасить импульс автомобиля.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 6 расположенного на странице 120 к учебнику 2023 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №6 (с. 120), авторов: Пёрышкин (И М), Гутник (Елена Моисеевна), Иванов (Александр Иванович), Петрова (Мария Арсеньевна), ФГОС (новый, красный) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.