ГДЗ до параграфа 19: Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу - Фізика 7 клас (Бар’яхтар, 2024)

1. Яку систему тіл можна вважати замкненою? Наведіть приклади.

Замкненою можна вважати систему тіл, на яку не діють зовнішні сили, а будь-які зміни стану системи є результатом дії внутрішніх сил. Приклади: рух планет у Сонячній системі (якщо знехтувати впливом інших зір), зіткнення двох більярдних куль.

2. Дайте означення імпульсу тіла. Якою є одиниця імпульсу тіла в СІ?

Імпульс тіла – це векторна фізична величина, яка дорівнює добутку маси тіла на швидкість його руху. Одиниця імпульсу в СІ – кілограм-метр на секунду (кг⋅м/с).

3. Сформулюйте закон збереження імпульсу.

У замкненій системі тіл векторна сума імпульсів тіл до взаємодії дорівнює векторній сумі імпульсів тіл після взаємодії.

1. Футболіст веде м’яч масою 450 г, рухаючись зі швидкістю 4 м/с відносно поверхні Землі. Визначте імпульс м’яча відносно: а) поверхні Землі; б) футболіста.

Розв'язання:

а) Відносно Землі: p = m ⋅ v = 0,45 кг ⋅ 4 м/с = 1,8 кг⋅м/с.

б) Відносно футболіста: швидкість м'яча дорівнює нулю, тому імпульс p = 0.

2. Чому пожежники, використовуючи брандспойт, зазвичай тримають його вдвох, а інколи й втрьох?

Струмінь води, що виривається з брандспойта з великою швидкістю, має значний імпульс. Згідно із законом збереження імпульсу, брандспойт отримує такий самий за модулем, але протилежно напрямлений імпульс (віддачу). Щоб утримати його, потрібні зусилля кількох людей.

3. Завантажена вантажівка масою 4,5 т рухається зі швидкістю 20 м/с. На скільки зміниться значення імпульсу вантажівки, якщо після того, як знімуть вантаж масою 2 т, вона повертатиметься в гараж зі швидкістю 90 км/год?

Розв'язання:

Імпульс до: p₁ = m₁v₁ = 4500 кг ⋅ 20 м/с = 90 000 кг⋅м/с.

Імпульс після: p₂ = m₂v₂ = (4500-2000) кг ⋅ (90/3,6) м/с = 2500 кг ⋅ 25 м/с = 62 500 кг⋅м/с.

Зміна імпульсу: Δp = p₁ - p₂ = 90 000 - 62 500 = 27 500 кг⋅м/с.

4. Метеорит згоряє в атмосфері Землі. Куди при цьому зникає його імпульс?

Імпульс метеорита не зникає, а передається системі «Земля + атмосфера» під час гальмування та згоряння. Закон збереження імпульсу виконується.

5. Кулька масою 100 г рухається зі швидкістю 2 м/с. Її наздоганяє кулька масою 200 г, що рухається зі швидкістю 3 м/с. Визначте сумарний імпульс кульок. Яким буде сумарний імпульс, якщо вони рухатимуться назустріч?

Розв'язання:

а) Рухаються в одному напрямку: p_сум = m₁v₁ + m₂v₂ = 0,1⋅2 + 0,2⋅3 = 0,2 + 0,6 = 0,8 кг⋅м/с.

б) Рухаються назустріч: p_сум = m₂v₂ - m₁v₁ = 0,2⋅3 - 0,1⋅2 = 0,6 - 0,2 = 0,4 кг⋅м/с (у напрямку руху другої кульки).

6. Над нерухомим візком розташовані два жолоби... якщо одночасно скочуються обидві кульки, візок залишається нерухомим. Чому?

Якщо кульки однакові й скочуються з однакової висоти, вони надають візку однакові за модулем, але протилежні за напрямком імпульси. Сумарний імпульс, переданий візку, дорівнює нулю, тому він залишається нерухомим.

7. Порівняйте ваш імпульс під час бігу на 100 м та імпульс, який має сокіл, коли шугає вниз.

Розв'язання (приклад):

Мій імпульс: маса 70 кг, швидкість 7 м/с. p_людини = 70 ⋅ 7 = 490 кг⋅м/с.

Імпульс сокола: маса 1,5 кг, швидкість 40 м/с. p_сокола = 1,5 ⋅ 40 = 60 кг⋅м/с.

Мій імпульс більший приблизно у 8 разів.