Номер 1, страница 125 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. Параграф 25. Реактивное движение. Ракеты. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 1, страница 125.

Условие.

1. Основываясь на законе сохранения импульса, объясните, почему воздушный шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха.

Решение.

Решение 2.

Основываясь на законе сохранения импульса, объясните, почему воздушный шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха.

Решение

Рассмотрим систему, состоящую из воздушного шарика и сжатого воздуха внутри него. До того, как шарик отпускают, он находится в состоянии покоя. Следовательно, его начальный импульс, как и суммарный импульс всей системы «шарик + воздух», равен нулю.

$$ \vec{p}_{начальный} = 0 $$

Систему «шарик-воздух» можно считать замкнутой, так как внешние силы (сила тяжести и сила Архимеда) в первом приближении скомпенсированы, а сопротивлением воздуха можно пренебречь. В замкнутой системе выполняется закон сохранения импульса: полный импульс системы остается постоянным.

Когда из шарика начинает выходить струя воздуха, эта струя приобретает некоторый импульс $\vec{p}_{воздуха}$, направленный в сторону истечения. Пусть масса вылетевшего воздуха равна $m_{в}$, а его скорость — $\vec{v}_{в}$. Тогда импульс воздуха:

$$ \vec{p}_{воздуха} = m_{в}\vec{v}_{в} $$

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы должен оставаться равным нулю. Это означает, что сам шарик должен приобрести импульс $\vec{p}_{шарика}$, равный по модулю и противоположный по направлению импульсу струи воздуха.

$$ \vec{p}_{конечный} = \vec{p}_{шарика} + \vec{p}_{воздуха} = 0 $$

Отсюда следует:

$$ \vec{p}_{шарика} = - \vec{p}_{воздуха} $$

Пусть масса шарика равна $M_{ш}$, а его скорость — $\vec{v}_{ш}$. Тогда:

$$ M_{ш}\vec{v}_{ш} = - m_{в}\vec{v}_{в} $$

Из этого векторного равенства видно, что вектор скорости шарика $\vec{v}_{ш}$ направлен в сторону, противоположную вектору скорости воздуха $\vec{v}_{в}$. Таким образом, шарик движется в направлении, противоположном струе выходящего из него воздуха. Такое движение, возникающее при отделении от тела некоторой его части с определённой скоростью, называется реактивным движением.

Ответ: Движение воздушного шарика является примером реактивного движения и объясняется законом сохранения импульса. Изначально система «шарик-воздух» покоится, и ее суммарный импульс равен нулю. Когда воздух начинает вылетать в одну сторону, он приобретает импульс. Чтобы суммарный импульс системы остался равным нулю, шарик должен приобрести такой же по величине, но противоположный по направлению импульс, что и заставляет его двигаться в сторону, противоположную движению струи воздуха.

2. Приведите примеры реактивного движения.

Решение

Реактивное движение — это движение тела, возникающее в результате отделения от него некоторой его части с определённой скоростью относительно тела. Этот принцип лежит в основе движения многих объектов как в природе, так и в технике.

Примеры в технике:

- Движение ракет и космических кораблей, которые выбрасывают продукты сгорания топлива.

- Полет реактивных самолетов, двигатели которых выбрасывают струю горячего газа.

- Движение водометных катеров за счет выбрасывания струи воды.

- Вращение садовых разбрызгивателей.

Примеры в природе:

- Передвижение кальмаров, осьминогов и медуз, выталкивающих из себя воду.

- Резкое движение личинок стрекоз, также выбрасывающих воду.

- Распространение семян растением «бешеный огурец», которое «выстреливает» семена, отлетая в противоположную сторону.

Ответ: Примерами реактивного движения являются: движение ракет и реактивных самолетов, передвижение кальмаров и медуз, вращение садовых разбрызгивателей, отдача при выстреле из огнестрельного оружия.