- •Лукина Галина Степановна, автор-составитель Учимся решать физические задачи Законы сохранения
- •Закон сохранения импульса
- •Из истории открытия закона
- •Импульс тела и импульс силы
- •Закон сохранения импульса
- •1.4. Рекомендации к решению задач
- •2. Примеры решения задач
- •Р ешение. Задачу можно решить двумя способами. Рассмотрим каждый из них.
- •Следующие задачи предлагаются учащимся, которые занимаются физикой на серьезном уровне. Поэтому разбор задач будет произведен в общем виде без численных значений данных величин.
- •Решение. Р азобъем весь диск на бесконечно малые частицы с массами m. На диске всегда можно найти два таких элемента, что их линейные скорости равны по модулю и противоположны по направлению (рис.6)
- •Решение
- •Решение. Задачу можно решить двумя способами.
- •Решение. Воспользуемся законом сохранения импульса в проекции на направление первоначального движения тележки.
- •Решение. Найдем координаты центра масс системы в начальный и конечный моменты и приравняем их, поскольку центр масс остался на одном месте.
- •Решение.
- •Решение
- •Решение
- •Контрольное задание
Контрольное задание
Ф.10.1. Мальчик может бросить камень с груженой баржи или с легкой надувной резиновой лодки. В каком случае камень полетит дальше?
Ф.10.2. Когда покоящийся шар приобретает большую скорость от удара другого такого же шара: при упругом или неупругом ударе?
Ф.10.3. В каком направлении станет перемещаться аэростат, если по свисающей лестнице начнет подниматься человек с постоянной скоростью относительно лестницы?
Ф.10.4. Можно ли разогнать парусную лодку, направляя на парус поток воздуха из мощного вентилятора, находящегося в лодке? Что случится, если дуть мимо паруса?
Ф.10.5. Можно ли, сидя на стуле и не касаясь пола ногами, проехать через комнату?
Ф.10.6. На абсолютно гладкой горизонтальной поверхности лежит обруч, на котором сидит жук. Какие траектории будут описывать жук и центр обруча, если жук поползет по обручу?
Ф.10.7. Будет ли увеличиваться скорость ракеты, если скорость истечения газов относительно ракеты меньше скорости самой ракеты, то есть, если вытекающий из сопла ракеты газ летит вслед за ракетой?
Ф.10.8. Каким образом космонавт, не связанный с кораблем в космосе, может вернуться на корабль?
Ф.10.9. Зависит ли полный импульс хорошо центрированного маховика от частоты его вращения?
Ф.10.10. Мог ли Мюнхгаузен вытащить себя из болота за волосы?
Ф.10.11. С какой силой давит на плечо ручной пулемет при стрельбе, если масса пули 10 г, ее скорость при вылете 800 м/с, а скорострельность пулемета 600 выстрелов в минуту?
Ф.10.12. Шарик массой 100 г, движущийся со скоростью 1 м/с, упруго ударяется о плоскость. Определить изменение импульса шарика, если направление скорости составляет с плоскостью угол равный а) 900 б) 300.
Ф.10.13. Определить силу удара футболиста по мячу, если мяч массой 700 г приобретает скорость 15 м/с, а длительность удара составляет 0,02 с.
Ф.10.14. Тело массой 2 кг движется по горизонтальному пути со скоростью 15 м/с. Через 10 с после начала действия силы, скорость становится равной 5 м/с и меняет направление на противоположное. Определить действующую на тело силу.
Ф.10.15. Снаряд, летящий со скоростью 15 м/с, разорвался на два осколка массами 6 кг и 14 кг. Скорость большего осколка стала равной 24 м/с без изменения направления движения. Определить скорость меньшего осколка
Ф.10.16. От двухступенчатой ракеты общей массой 1 т в момент достижения ею скорости 180 м/с отделилась вторая ступень массой 400 кг. Причем скорость ее стала равной 240 м/с. С какой скоростью стала двигаться первая ступень ракеты?
Ф.10.17. Человек массой 60 кг, бегущий со скоростью 4 м/с, догоняет тележку массой 40 кг, движущуюся со скоростью 2 м/с, и запрыгивает на нее. С какой скоростью стала двигаться тележка вместе со стоящим на ней человеком?
Ф.10.18. Два пластилиновых шара массами 600 г и 400 г движутся навстречу друг другу со скоростями 8 м/с и 3 м/с. и после неупругого удара движутся вместе как единое целое. Определить скорость совместного движения шаров после удара.
Ф.10.19. Из реактивной установки массой 0,5 т, находящейся первоначально в покое, в горизонтальном направлении выбрасываются последовательно две порции вещества по 25 кг каждая со скоростью 1 км/с относительно установки. Определить скорость установки после выброса второй порции вещества.
Ф.10.20. Мяч свободно падает на пол с высоты 5 м и, ударившись о пол, отскакивает на высоту 3 м. Определить изменение импульса мяча, если масса ег 60 г, а длительность взаимодействия с полом 0,1 с.
Ф.10.21. Тело массой 2 кг движется по окружности. В одной точке скорость его равна 4 м/с, а в другой, через четверть оборота, 3 м/с. Определить изменение импульса тела.
Ф.10.22. Шарик массой 10 г падает с высоты 2 м и упруго отражается от установленного на неподвижной тележке щита, наклоненного под углом 450 к горизонту. Определить скорость тележки после отражения шарика, если масса ее вместе со щитом 90 г.
Ф.10.23. Две пули, имеющие разные массы, но равные импульсы, попадают в одинаковые неподвижные шары. Первая пуля пробивает шар насквозь, а вторая, масса которой в 6 раз меньше массы шара, застревает в нем. После попадания пуль шары движутся с одинаковыми скоростями. Во сколько раз уменьшилась скорость первой пули после вылета из шара?
Ф.10.24. На противоположных краях доски длиной 2 м и массой 15 кг, установленной на двух катках на гладкой горизонтальной поверхности, стоят два гимнаста, массы которых равны 45 кг и 60 кг. На сколько переместится доска относительно первоначального положения, если гимнасты поменяются местами?
Ф.10.25. Две частицы, массы которых относятся как 1:2, движутся во взаимно перпендикулярных направлениях со скоростями, которые относятся соответственно как 2:3. После действия одной и той же силы в течение одного и того же времени вторая частица удвоила скорость и поменяла направление на противоположное. Определить направление и скорость движения первой частицы после прекращения действия силы.
Экспериментальное задание
Надуйте резиновый шарик и выпустите его из рук, не завязывая отверстия. Что произойдет при этом? Почему?
2. Возьмите в руки гибкий шланг с душевой насадкой на конце и включите воду. Что происходит со шлангом? Почему? Как меняется состояние шланга по мере увеличения скорости выходящих струй?
