Номер 2, страница 86 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 19. Реактивное движение - номер 2, страница 86.

Условие.

2. Какой закон лежит в основе объяснения реактивного движения?

Решение.

2. Какой закон лежит в основе объяснения реактивного движения?

В основе объяснения реактивного движения лежит закон сохранения импульса. Этот фундаментальный закон физики гласит, что для любой замкнутой системы (системы, на которую не действуют внешние силы или их действие скомпенсировано) суммарный векторный импульс всех тел системы остается постоянным.

Рассмотрим ракету с топливом как замкнутую систему. В начальный момент времени ракета покоится, и ее суммарный импульс равен нулю. В процессе работы двигателя ракета выбрасывает часть своей массы в виде продуктов сгорания. Пусть за малый промежуток времени ракета массой $\text{M}$ выбросит газ массой $\text{m}$ со скоростью $\vec{u}$. Чтобы суммарный импульс системы «ракета + газ» остался равным нулю, ракета должна приобрести скорость $\vec{v}$ в противоположном направлении.

Согласно закону сохранения импульса, импульс системы до взаимодействия, $\vec{p}_{до}$, равен импульсу системы после взаимодействия, $\vec{p}_{после}$. Так как начальный импульс был равен нулю ($\vec{p}_{до} = 0$), то и конечный импульс системы $\vec{p}_{после} = M\vec{v} + m\vec{u}$ также должен быть равен нулю. Отсюда получаем равенство: $M\vec{v} = -m\vec{u}$. Это уравнение показывает, что импульс ракеты равен по модулю и противоположен по направлению импульсу выброшенного газа, что и обеспечивает ее движение.

Также реактивное движение можно объяснить с помощью третьего закона Ньютона. Сила, с которой ракета действует на выбрасываемые газы, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой газы действуют на ракету. Эта вторая сила и является реактивной тягой, разгоняющей ракету. По сути, для замкнутой системы тел закон сохранения импульса является следствием второго и третьего законов Ньютона.

Ответ: В основе объяснения реактивного движения лежит закон сохранения импульса. Также это явление описывается третьим законом Ньютона, который в данном случае является другой формулировкой того же принципа.