§21 ГДЗ Рабочая тетрадь 9 класс (Физика)

а) Если от тела отделяется часть и движется в какую-либо сторону, то тело движется в____сторону, поскольку оно приобретает противоположно направленный _____________. Такое движение называют__
б) Теория космических полётов с использованием ракет была разработана русским учёным ______
2. Ознакомьтесь с решением Задачи. Ракета, масса которой без топлива 400 г, при сгорании топлива поднимается на высоту 125 м. Масса топлива 50 г.Определите скорость выхода газов из ракеты, считая, что сгорание топлива происходит мгновенно.
3. Решите задачу. Мальчик, стоящий на льду, бросает горизонтально камень массой 1 кг со скоростью б м/с. С какой максимальной скоростью после броска камня начнёт двигаться мальчик, если его масса 50 кг? В каком направлении будет двигаться мальчик?
4. Выполните Упражнение 21 из учебника (стр. 90).

а) Если от тела отделяется часть и движется в какую-либо сторону, то тело движется в противоположную сторону, поскольку оно приобретает противоположно направленный импульс. Такое движение называют реактивным.

б) Теория космических полётов с использованием ракет была разработана русским учёным К. Э. Циолковским.

Решение

При мгновенном сгорании топлива выполняется закон сохранения импульса. До выброса газов система покоилась, значит, её суммарный импульс равен нулю:

$$m_{\text{р}}v_{\text{р}}=m_{\text{г}}v_{\text{г}}$$

где $$m_{\text{р}}=400\ \text{г}=0{,}4\ \text{кг}$$ — масса ракеты без топлива, $$m_{\text{г}}=50\ \text{г}=0{,}05\ \text{кг}$$ — масса топлива, $$v_{\text{р}}$$ — скорость ракеты, $$v_{\text{г}}$$ — скорость газов относительно Земли.

Скорость подъёма ракеты найдём из условия превращения кинетической энергии в потенциальную:

$$\frac{m_{\text{р}}v_{\text{р}}^2}{2}=m_{\text{р}}gh$$

$$v_{\text{р}}=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot 10\cdot 125}=50\ \text{м/с}$$

Тогда по закону сохранения импульса:

$$m_{\text{р}}v_{\text{р}}=m_{\text{г}}v_{\text{г}}$$

$$v_{\text{г}}=\frac{m_{\text{р}}v_{\text{р}}}{m_{\text{г}}}=\frac{0{,}4\cdot 50}{0{,}05}=400\ \text{м/с}$$

Ответ: $$400\ \text{м/с}$$.

Решение

Выберем направление движения камня за положительное. До броска суммарный импульс системы «мальчик + камень» равен нулю, поэтому после броска:

$$m_{\text{к}}v_{\text{к}}=m_{\text{м}}v_{\text{м}}$$

где $$m_{\text{к}}=1\ \text{кг}$$, $$v_{\text{к}}=6\ \text{м/с}$$, $$m_{\text{м}}=50\ \text{кг}$$.

Тогда скорость мальчика:

$$v_{\text{м}}=\frac{m_{\text{к}}v_{\text{к}}}{m_{\text{м}}}=\frac{1\cdot 6}{50}=0{,}12\ \text{м/с}$$

Мальчик будет двигаться в сторону, противоположную направлению броска камня.

Ответ: $$0{,}12\ \text{м/с}$$, в противоположную сторону.

3. При реактивном движении тело получает импульс в сторону, противоположную направлению выбрасываемой части. Поэтому при выбросе газов ракета движется вперёд, а газы — назад.

4. а) В месте перелома давление воды увеличивается, поэтому скорость струи уменьшается.

б) Реактивная струя изменяет направление движения.