Відповіді до підручника: Стр.39

Готова відповідь до завдання Стр.39 з ГДЗ Фізика 9 клас Засєкіна.

Фізика, 9 клас · Відповіді до підручника

Текстова відповідь

§ 6. Дізнаємося про імпульс тіла та закон збереження імпульсу

Опис пружної й непружної взаємодій за малюнком 6.3

За малюнком 6.3 опиши випадки пружної (а) і непружної (б) взаємодій.

а) Пружна взаємодія: тіла мас m₁ і m₂ наближаються одне до одного зі швидкостями v₁ і v₂, під час удару зазнають пружної деформації, а потім розлітаються, зберігаючи окремий рух з новими швидкостями v₁′ і v₂′; їх форми й розміри повністю відновлюються, зберігаються як імпульс, так і повна кінетична енергія.
б) Непружна взаємодія: тіла мас m₁ і m₂ зближуються, після удару зчіплюються й утворюють одне спільне тіло масою (m₁ + m₂), яке далі рухається з однаковою для обох швидкістю v; при цьому імпульс системи зберігається, а частина кінетичної енергії переходить у внутрішню (на деформацію, нагрівання тощо).

Питання до § 6 (імпульс і закон збереження імпульсу)

Дай відповіді на запитання. 1. Що таке імпульс тіла та імпульс сили? Який між ними зв’язок? 2. Як залежить зміна імпульсу тіла від значення сили і часу її дії? 3. Як записується ІІ закон Ньютона в імпульсній формі? 4. Що таке зовнішні і внутрішні сили системи тіл? 5. У чому суть закону збереження імпульсу?

Імпульс тіла p — це векторна величина, що дорівнює добутку маси тіла на його швидкість: p = m·v; імпульс сили Ft — це добуток сили на час її дії, він дорівнює зміні імпульсу тіла: Ft = Δp.
Зміна імпульсу тіла Δp прямо пропорційна модулю сили F і часу її дії t: Δp = F·t.
У імпульсній формі другий закон Ньютона записують так: F·t = Δp = p − p₀, або в диференціальній формі F = Δp/Δt.
Внутрішні сили — це сили взаємодії між тілами всередині даної системи; зовнішні сили — це сили, з якими на тіла системи діють тіла, що до системи не входять (або поля зовні системи).
Суть закону збереження імпульсу в тому, що в замкненій (ізольованій) системі векторна сума імпульсів усіх тіл залишається сталою за будь-яких взаємодій у системі.

Задача 1 про зіткнення вагона з платформою

Задача 1. Вагон масою 30 т рухається зі швидкістю 4 м/с і стикається з нерухомою платформою масою 10 т. Визнач швидкість вагона і платформи після того, як спрацює автозчеплення.

Дано:

m₁ = 30 т = 30·10³ кг — маса вагона;
m₂ = 10 т = 10·10³ кг — маса платформи;
v₁ = 4 м/с — швидкість вагона до зіткнення;
v₂ = 0 — швидкість платформи до зіткнення;
v — спільна швидкість після зчеплення (шукана).

Оскільки після зіткнення вагон і платформа зчіплюються й рухаються разом, взаємодія непружна, але систему «вагон + платформа» можна вважати замкненою (зовнішні горизонтальні сили малі).

Застосуємо закон збереження імпульсу вздовж осі руху x:

m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)·v.

Підставимо дані (v₂ = 0):

30·10³ кг · 4 м/с + 10·10³ кг · 0 = (30·10³ кг + 10·10³ кг)·v,
120·10³ кг·м/с = 40·10³ кг · v.

Знайдемо v:

v = 120·10³ / 40·10³ м/с = 3 м/с.

Відповідь: після спрацювання автозчеплення вагон і платформа рухаються разом зі швидкістю 3 м/с.