Ответьте на вопросы, страница 125 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Как замедлить движение корабля в космическом пространстве?

2. Почему брандспойт пожарной машины тяжело удержать в руках? Как он будет двигаться, если вырвется из рук?

1. В космическом пространстве практически отсутствует внешнее сопротивление (трение), поэтому для изменения скорости корабля необходимо приложить силу. Это делается с помощью реактивного движения, которое подчиняется третьему закону Ньютона и закону сохранения импульса. Чтобы замедлить корабль, нужно создать силу тяги, направленную против вектора его скорости. Для этого корабль разворачивают на 180 градусов (или используют специальные тормозные двигатели, направленные вперед) и включают двигатели. Выбрасываемая из сопел струя рабочего тела (например, раскаленных газов) создает реактивную силу, которая толкает корабль в противоположную сторону. Эта сила, направленная против движения, совершает отрицательную работу, уменьшая кинетическую энергию и, следовательно, скорость корабля. Такой маневр называется тормозным импульсом.

Ответ: Чтобы замедлить движение корабля, необходимо включить его двигатели так, чтобы они создавали реактивную тягу, направленную в сторону, противоположную его текущему движению.

2. Брандспойт пожарной машины тяжело удержать в руках из-за возникновения мощной реактивной силы, или силы отдачи. Согласно третьему закону Ньютона, на всякое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Когда из брандспойта с большой скоростью выбрасывается массивная струя воды, на сам брандспойт начинает действовать сила, равная по модулю силе, выталкивающей воду, но направленная в противоположную сторону (назад, на пожарного). Величина этой силы отдачи $F_{отдачи}$ определяется скоростью $v$ и массовым расходом воды $\frac{\Delta m}{\Delta t}$ (масса воды, вытекающая в единицу времени): $F_{отдачи} = v \cdot \frac{\Delta m}{\Delta t}$. Так как вода подается под высоким давлением, оба эти параметра велики, что создает значительную силу, которую необходимо скомпенсировать, чтобы удержать брандспойт.
Если брандспойт вырвется из рук, то эта неуравновешенная реактивная сила заставит его двигаться. Он начнет с большой скоростью и непредсказуемо метаться в сторону, противоположную направлению струи. Из-за того, что он соединен с гибким шлангом, его движение будет хаотичным и очень опасным для окружающих.

Ответ: Брандспойт тяжело удержать из-за большой силы отдачи (реактивной силы), возникающей при выбросе воды под высоким давлением. Если он вырвется из рук, он будет хаотично и с большой скоростью двигаться в сторону, противоположную направлению струи.