Impulse Momentum
1. Розглянемо типи систем тіл:
- а) Незамкнена система тіл — система, яка взаємодіє з навколишнім середовищем.
- б) Замкнена система тіл — система, яка не обмінюється речовиною з навколишнім середовищем, але може обмінюватися енергією.
- в) Відкрита система тіл — система, яка обмінюється речовиною і енергією з навколишнім середовищем.
- г) Внутрішня система тіл — система, що розглядає лише внутрішні взаємодії тіл.
2. Закон збереження імпульсу записується як:
$$m_1\vec{v}_{01} + m_2\vec{v}_{02} = m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2$$
Це варіант г).
3. Одиниця вимірювання імпульсу тіла — це кілограм-метр за секунду (кг·м/с), варіанти а) і б) однакові, правильний вибір — кг·м/с.
4. Приклад реактивного руху — це рух, який виникає за рахунок викиду маси з системи. Правильна відповідь — б) Рух надзвукового винищувача.
5. Приклади застосування реактивного руху в техніці:
- Ракетні двигуни.
- Реактивні літаки.
- Реактивні снаряди.
6. Знайдемо імпульс акули масою 70 кг, що пливе зі швидкістю 18 м/с:
$$p = m v = 70 \times 18 = 1260\ \text{кг}\cdot\text{м/с}$$
7. Знайдемо швидкість дівчини масою 40,5 кг, якщо її імпульс $p = 121,5$ кг·м/с:
$$v = \frac{p}{m} = \frac{121,5}{40,5} = 3\ \text{м/с}$$
Переведемо в км/год:
$$3 \times 3,6 = 10,8\ \text{км/год}$$
8. Знайдемо швидкість викиду повітря при запуску ракети.
Дано: $m_{ракети} = 0,65$ кг, $v_{ракети} = 1$ м/с, $m_{повітря} = 0,1$ кг.
Закон збереження імпульсу:
$$m_{ракети} v_{ракети} + m_{повітря} v_{повітря} = 0$$
Оскільки початковий імпульс системи нульовий.
Відповідно:
$$v_{повітря} = - \frac{m_{ракети} v_{ракети}}{m_{повітря}} = - \frac{0,65 \times 1}{0,1} = -6,5\ \text{м/с}$$
Знак мінус означає, що повітря вилітає у протилежному напрямку до руху ракети.
Отже, відповіді:
6) $1260$ кг·м/с
7) $3$ м/с або $10,8$ км/год
8) $6,5$ м/с (у протилежному напрямку)