Содержание

Главная >> Физика 10 класс. Мякишев

Глава 4. Закон сохранения импульса

§ 38. Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса (окончание)

Внутренние силы изменяют импульсы отдельных тел системы, но изменить суммарный импульс системы они не могут.

Уравнение (4.7) справедливо для любого интервала времени Δt, если сумма внешних сил остаётся постоянной.

Из уравнения (4.7) вытекает закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса Если внешние силы на систему не действуют или их сумма равна нулю, то импульс системы сохраняется: Δсист = 0, или сист = const.

Полученный результат справедлив для системы, содержащей произвольное число тел:

m_{11 + m22 + m33 + ... = m11 + m22 + m33 + ...                     (4.9)}

где ₁, ₂, ₃, ... — скорости тел до взаимодействия; ₁, ₂, ₃, ... — скорости тел после взаимодействия.

Импульс, очевидно, сохраняется в изолированной системе тел, так как в этой системе на тела вообще не действуют внешние силы. Но область применения закона сохранения импульса шире.

1) Если даже на тела системы действуют внешние силы, но их сумма равна нулю, то импульс системы всё равно сохраняется.

2) Если сумма внешних сил не равна нулю, но сумма проекций сил на какое- то направление равна нулю, то проекция суммарного импульса системы на это направление не меняется.

3) Если внешние силы много меньше внутренних сил, то можно считать, что импульс системы сохраняется. Например, при разрыве снарядов силы, разрывающие снаряд, много больше внешней силы тяжести.

Реактивное движение. Большое значение закон сохранения импульса имеет для исследования реактивного движения.

Запомни Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определённой скоростью относительно него.

Примером реактивного движения является движение ракеты при истечении из неё струи горючего газа, образующегося при сгорании топлива.

Запомни Так как вследствие истечения струи ракета движется с ускорением, то можно считать, что на ракету действует сила, называемая реактивной силой.

Понаблюдайте за движением воздушного шарика, из которого истекает воздух, и объясните, почему шарик, как правило, движется по кривой. Kaк изменяется скорость шарика?

Главная особенность реактивной силы в том, что она возникает в результате взаимодействия частей системы без какого-либо взаимодействия с внешними телами.

Реактивные двигатели. В настоящее время в связи с освоением космического пространства получили широкое распространение реактивные двигатели.

В космическом пространстве использовать какие- либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно, так как там нет опоры (твёрдой, жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получать ускорение.

Успехи в освоении космического пространства. Основы теории реактивного двигателя и научное доказательство возможности полётов в межпланетном пространстве были впервые высказаны и разработаны русским учёным К. Э. Циолковским в работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Нашей стране принадлежит великая честь запуска 4 октября 1957 г. первого искусственного спутника Земли, а 12 апреля 1961 г. космического корабля с космонавтом Ю. А. Гагариным на борту.

Этот и другие полёты были совершены на ракетах, сконструированных отечественными учёными и инженерами под руководством С. П. Королёва.

Большой вклад в исследование космического пространства внесли также американские учёные, инженеры и астронавты. Два американских астронавта из экипажа космического корабля «Аполлон-11» — Н. Армстронг и Э. Олдрин — 20 июля 1969 г. впервые совершили посадку на Луну. На космическом теле Солнечной системы человеком были сделаны первые шаги.

С выходом человека в космос не только открылись возможности исследования других планет, но и представились поистине фантастические возможности изучения природных явлений и ресурсов Земли, о которых можно было только мечтать. Теперь снимки с орбиты, охватывающие миллионы квадратных километров, позволяют выбирать для исследования наиболее интересные участки земной поверхности, экономя тем самым силы и средства.

Освоение космоса имеет огромное практическое значение. Нас уже не удивляет, что мы можем заглянуть практически в каждый уголок Земли, поговорить с человеком, находящимся на другом континенте, благодаря космической (спутниковой) связи.

В настоящее время можно в режиме онлайн смотреть, что происходит в космосе благодаря телескопам, вращающимся по орбитам вокруг Земли.

Орбитальные аппараты в настоящее время используются не только для научных исследований космического пространства, но и для биологических, медицинских исследований, получения новых материалов.

Ключевые слова для поиска информации по теме параграфа. Закон сохранения импульса. Реактивная тяга

Вопросы к параграфу

1. Точка движется равномерно по окружности. Изменяется ли её импульс?

2. Как определяется импульс тела?

3. Автомобиль трогается с места. Куда направлен вектор изменения импульса?

4. Хоккейная шайба скользит прямолинейно и замедленно. Куда направлен вектор изменения импульса?

5. Сформулируйте закон сохранения импульса.

6. В каких случаях можно применять закон сохранения импульса?

7. В лежащий на гладком столе брусок попадает пуля, летящая горизонтально. Почему для нахождения скорости бруска с пулей можно применять закон сохранения импульса, хотя на брусок и пулю действуют внешние силы: сила тяжести, нормальная сила реакции стола?

8. Может ли парусная лодка приводиться в движение с помощью компрессора, установленного на ней, если струя воздуха направлена на паруса? Что произойдёт, если поток воздуха будет направлен мимо парусов?

9. Как возникает реактивная сила?

10. Осьминоги и каракатицы перемещаются со скоростью до 60 км/ч, периодически выбрасывая вбираемую в себя воду. По какому принципу перемещаются эти животные?

<<< К началу параграфа                Следующая страница >>>