Номер 5, страница 102 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 23. Закон сохранения механической энергии. Темы докладов и проектов - номер 5, страница 102.

Условие.

5. Реактивное движение в природе.

Решение.

Реактивное движение — это движение, возникающее при отделении от тела некоторой его части с определённой скоростью. В основе этого явления лежит закон сохранения импульса. Когда одна часть системы (например, струя воды или газа) отделяется и движется в одну сторону, оставшаяся часть системы (само тело) начинает двигаться в противоположную сторону, чтобы суммарный импульс системы остался неизменным.

В замкнутой системе, состоящей из тела массой $\text{M}$ и отделяемой части массой $\text{m}$, если система изначально покоилась, закон сохранения импульса выглядит так:

$M\vec{V} + m\vec{v} = 0$

где $\vec{V}$ — скорость тела, а $\vec{v}$ — скорость отделяемой части. Отсюда скорость тела равна:

$\vec{V} = -\frac{m}{M}\vec{v}$

Знак «минус» указывает на то, что тело движется в направлении, противоположном движению выброшенной массы. Этот принцип активно используется не только в технике (ракеты, реактивные самолёты), но и в живой природе.

Головоногие моллюски (кальмары, осьминоги, каракатицы)

Это классический пример реактивного движения в животном мире. У этих животных есть специальный орган — мантийная полость, которая может наполняться водой. Для движения моллюск резко сокращает мышцы мантии, с силой выбрасывая струю воды через узкое сопло — воронку (сифон). Тело моллюска при этом получает мощный толчок и движется в противоположном направлении. Поворачивая воронку, они могут изменять направление движения. Кальмары, благодаря такому способу передвижения, являются одними из самых быстрых пловцов среди беспозвоночных и могут развивать скорость до 50 км/ч, а иногда даже выпрыгивать из воды.

Ответ: Головоногие моллюски, такие как кальмары и осьминоги, используют реактивное движение, всасывая воду в мантийную полость и затем с силой выталкивая её через сифон, что позволяет им быстро передвигаться в воде.

Медузы и сальпы

Медузы передвигаются, сокращая свой купол. При сокращении мышц вода выталкивается из-под купола, и медуза движется в обратном направлении. Это движение является ритмичным и позволяет медузе не только перемещаться, но и подниматься к поверхности воды. Сальпы, колониальные оболочники, также используют реактивный принцип, пропуская через своё тело воду и создавая тягу для движения.

Ответ: Медузы и сальпы передвигаются за счёт реактивной силы, возникающей при ритмичном выталкивании воды из своих полостей.

Морские гребешки

Двустворчатые моллюски, такие как морские гребешки, могут перемещаться на короткие расстояния, используя реактивное движение. Они резко схлопывают створки своей раковины, выбрасывая из неё воду двумя струями по бокам от замочного края. Этот толчок позволяет им отпрыгнуть от дна и проплыть некоторое расстояние, спасаясь от хищников, например, морских звёзд.

Ответ: Морские гребешки передвигаются скачками, резко схлопывая створки раковины и выталкивая струи воды, что создаёт реактивную тягу.

Личинки стрекоз

Личинки стрекоз (наяды), обитающие в воде, дышат с помощью жаберных трахей, расположенных в задней кишке, которая может наполняться водой. В случае опасности личинка с силой выбрасывает из анального отверстия струю воды, что позволяет ей совершить резкий рывок вперёд и скрыться от хищника.

Ответ: Личинки стрекоз для спасения от опасности используют реактивное движение, выстреливая струёй воды из задней части своего тела.

Растения (на примере "бешеного огурца")

Реактивное движение встречается и в мире растений. Яркий пример — растение "бешеный огурец" (Ecballium elaterium). По мере созревания плода внутри него накапливается жидкость под большим давлением. При малейшем прикосновении к созревшему плоду он отрывается от плодоножки, и из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается клейкая жидкость с семенами. Сам плод при этом, как ракета, отлетает в противоположную сторону на расстояние до нескольких метров. Таким образом растение распространяет свои семена.

Ответ: Растение "бешеный огурец" использует реактивную силу для распространения семян: при созревании плод "выстреливает" семенами с жидкостью в одну сторону, а сам отлетает в другую.