Билет № 3. Третий закон Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. Объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса

Если два тела соединить пружиной, сжатой и связанной нитью, то после разрезания нити оба тела придут в движение.

Третий закон Ньютона гласит: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Математически третий закон Ньютона выражается так:

Следствия 3 закона Ньютона:

1. Силы имеют одну и ту же природу.

2. Силы появляются и исчезают одновременно.

3. Как правило, силы приложены к разным телам, а поэтому не складываются.

Пример 3 закона Ньютона: комар ударяется о ветровое стекло автомобиля. Силы, с которыми автомобиль действует на комара и комар действует на автомобиль, одинаковы по модулю, но направлены в разные стороны.

Однако результат действия силы зависит не только от ее модуля, но и от времени действия. Если в 1 закон Ньютона подставить формулу – определение ускорения, то мы получим:

Величину, равную произведению силы на время ее действия называется импульсом силы. Она измеряется в Н·с.

Векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость называется импульсом тела. Обозначается буквой р и измеряется в килограммах на метр в секунду (кг·м/с).

Введем понятие замкнутой системы тел – это тела, взаимодействующие только друг с другом.

Для замкнутой системы тел выполняется закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов замкнутой системы тел остается неизменной при любом движении и взаимодействии тел системы. Математическая формула:

Примером выполнения закона сохранения импульса является реактивное движение. Например, движения воздушного шарика с выходящей из него струей воздуха. Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс системы, состоящей из двух тел должен остаться таким же, каким был до начала истечения воздуха, т.е. равным нулю. Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе воздуха сторону с такой скоростью, что его импульс равен модулю импульса вырывающейся воздушной струи.

Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды.

Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру. А затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя.

В южных странах (и у нас на побережье Черного моря тоже) произрастает растение под названием "бешеный огурец". Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурец, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном, со скоростью до 10 м/с, вылетает жидкость с семенами.

Сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец (иначе его называют «дамский пистолет») более чем на 12 м.