б) М'яч масою 150 г ударяється об гладку стінку під кутом 30° до неї й відскакує без втрати швидкості. Знайдіть середню силу, що діє на м'яч із боку стінки, якщо швидкість м'яча 10 м/с, а тривалість удару 0,1 с. (Відповідь: 15 Н.)
Самостійна робота № 27 «Закон збереження імпульсу»
Початковий рівень
1. Швидкість тіла масою 2 кг, що вільяо падає, збільшилася з 1 м/с
до 4 м/с. Відзначте всі правильні твердження.
A. Імпульс тіла на початку падіння дорівнює 2 кг∙м/с .
Б. Імпульс тіла наприкінці падіння дорівнює 4 кг∙м/с.
B. Коли тіло падає, імпульс системи «тіло і земля» зберігається.
2. Куля масою 10 г, що летить горизонтально, влучає в брусок масою 0,5 кг, який лежить на столі, і застряє в ньому. Швидкість кулі 100 м/с. Відзначте всі правильні твердження.
A. Імпульс кулі до влучення в брусок дорівнює 10 кг∙м/с.
Б. Коли куля всередині бруска рухається відносно бруска, імпульс системи «куля і брусок» зберігається.
B. Імпульс кулі після влучення в брусок, дорівнює нулю.
Середній рівень
1. Вагон масою 30 т, що рухається горизонтально зі швидкістю 1,5 м/с, на ходу автоматично зчіплюється з нерухомим вагоном масою 20 т. З якою швидкістю рухаються зчеплені вагони? (Відповідь: 0,9 м/с.)
2. Снаряд масою 100 кг, що летить горизонтально вздовж залізничної колії зі швидкістю 500 м/с, влучає у вагон із піском масою 10 т і застряє в ньому. Якою стала швидкість вагона, якщо він рухався зі швидкістю 36 км/год назустріч снаряду? (Відповідь: 5 м/с.)
Достатній рівень
1. Ядро, що летіло горизонтально зі швидкістю 20 м/с, розірвалося на два осколки масами 5 і 10 кг. Швидкість меншого осколка дорівнює 90 м/с і напрямлена так само, як і швидкість ядра до розриву. Знайдіть швидкість і напрям руху більшого осколка. (Відповідь: -15 м/с.) 2. Візок, маса якого 120 кг, рухається по рейках без тертя зі швидкістю 6 м/с. З візка під кутом 30° до напряму його руху зіскакує людина масою 80 кг. Швидкість візка при цьому зменшується до 5 м/с. Якою була швидкість людини відносно землі під час стрибка? (Відповідь: 8,6 м/с.)
Високий рівень
1. Із човна вибирають канат, поданий на баркас. Визначте шляхи, пройдені човном і баркасом до зустрічі, якщо відстань між ними 55 м. Маса човна 300 кг, маса баркаса 1200 кг. Опором води знехтувати. (Відповідь: 44 м; 11 м.)
2. Двоє рибалок ловлять рибу в озері, сидячи в нерухомому човні. На скільки зміститься човен, якщо рибалки поміняються місцями? Маса човна 280 кг, маса одного рибалки 70 кг, маса другого — 140 кг, відстань між рибалками 5 м. Опором води знехтувати. (Відповідь: 0,71 м.)
УРОК 3/58. РЕАКТИВНИЙ РУХ
Мета уроку: ознайомити учнів із практичним використанням закону збереження імпульсу; розповісти про досягнення вітчизняної космонавтики.
Тип уроку: комбінований урок, .
Демонстрації: 1. Рух реактивного візка.
2. Відеофільм «Закон збереження імпульсу»:
а) фрагмент «Закон збереження імпульсу»;
б) фрагмент «Реактивний рух»;
в) фрагмент «Освоєння космосу».
План викладу нового матеріалу:1. Реактивний рух.
2. Будова ракети.
3. Освоєння космосу.
Перевірка знань
Самостійні роботи № 26 «Імпульс тіла» і № 27 «Закон збереження імпульсу».
Виклад нового матеріалу
Відомо, що швидкість тіла (відносно інерціальної системи відліку) може змінитися тільки в результаті дії на це тіло інших тіл. Наприклад, автомобіль розганяється завдяки тому, що його колеса під час обертання «відштовхуються» від дороги: колеса, обертаючись, «штовхають» дорогу назад, а дорога, за третім законом Ньютона, з такою самою за модулем силою «штовхає» автомобіль уперед. Тому під час ожеледі так важко і розігнатися, і загальмувати.
Від чого відштовхується гармата під час віддачі? Від ядра: «штовхаючи» ядро, гармата, згідно із законом збереження імпульсу, і сама «відштовхується» від нього. Рух ракети в цьому плані нагадує рух гармати в момент віддачі: ракета викидає з величезною швидкістю продукти згоряння палива (розпечені гази) і, згідно із законом збереження імпульсу, сама отримує поштовх у протилежному напрямі.
Рух, який виникає внаслідок того, що від тіла відокремлюється його частина з певною швидкістю відносно тіла, називається реактивним рухом.
Припустімо, що початкова швидкість ракети із запасом палива
дорівнює нулю і що ракета відразу викидає весь запас палива у вигляді газу.
Позначимо масу оболонки ракети (тобто ракети без запасу палива) 
, масу газу 
, а швидкості оболонки й газу після
викидання палива, відповідно, 
і 
. Згідно із законом збереження
імпульсу, 
. Проектуючи це векторне рівняння на
вісь координат, напрямлену вздовж швидкості ракети, і зважаючи на те, що
проекції швидкості ракети й газу мають протилежні знаки, дістанемо
Таким чином, швидкість оболонки є тим більшою, чим більша швидкість викинутого газу і чим більша його маса. Швидкість «викидання» газу в сучасних реактивних двигунах сягає кількох кілометрів за секунду (у кілька разів більше від швидкості рушничної кулі). Проте, як випливає з наведеного співвідношення, навіть за такої швидкості газу для того, щоб оболонка ракети набрала першу космічну швидкість (близько 8 км/с), необхідно, щоб маса палива в кілька разів перевищувала масу оболонки.
Реальна швидкість ракети буде значно меншою від обчисленої нами, оскільки поблизу Землі опір повітря існує і паливо згоряє не відразу, а поступово. При цьому маса ракети зменшується теж поступово. Закони руху тіл змінної маси є набагато складнішими. їх дослідили вчені І. В. Мещерський і К. Е. Ціолковський.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
1. Від чого відштовхується ракета, розганяючись у космосі?
2. Від чого залежить швидкість ракети?
3. Чи буде збільшуватися швидкість ракети, якщо швидкість витікання газів відносно ракети є меншою, ніж швидкість самої ракети, і викинуті ракетою гази летять слідом за нею?
Задачі, розв'язувані на уроці
1. Внутрішні сили не можуть перемістити центр тяжіння системи. Чому ж летить ракета?
2. Від чого залежить швидкість руху ракети за відсутності зовнішніх сил?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.