Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение в природе и технике.

Импульсом тела или количеством движения называется векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость:

В системе СИ за единицу измерения импульса - килограмм на метр в секунду (кг·м/с) - принят импульс тела массой в 1 килограмм, движущегося со скоростью 1 метр в секунду.

Изменение импульса тела определяется импульсом силы, действующий на него.

Импульс силы равен произведению силы на длительность ее действия.

В замкнутой системе геометрическая сумма импульса остается неизменной при любых взаимодействиях тел между собой.

Сумма импульсов тел до взаимодействия равна сумме импульсов тел после взаимодействия.

Закон сохранения импульсов является основой реактивного движения.

Движение, возникающее при отделении от тела какой- либо части с некоторой скоростью.. Иногда такое движение называется явлением отдачи. Когда человек стреляет из ружья, то отдача довольно чувствительно толкает человека. Отдача используется в автоматическом оружии для выбрасывания гильзы и взвода затвора для подготовки к следующему выстрелу. Реактивное действие струи воздуха от пропеллера двигает самолет, реактивное действие струи воды от винта двигает корабль. Теперь используют более совершенные реактивные и турбореактивные самолеты.

В качестве примера рассмотрим простейший случай, когда ракета мгновенно выбрасывает все топливо.

До запуска ракеты геометрическая сумма импульсов, ракеты и горючего равна нулю.

Следовательно по закону сохранения импульсов и после старта ракеты сумма импульсов должна равняться нулю.

- формула скорости ракеты (формула Циолковского)

Из этой рабочей формулы видно, что скорость ракеты тем больше, чем большую часть ее стартовой массы составляет топливо и чем больше скорость истечения топлива. Такие простейшие ракеты позволяют получить не очень высокие скорости. Для достижения первой космической скорости используются трехступенчатые ракеты с большим количеством мощных реактивных двигателей.

2. Способы определения расстояний до тел Солнечной системы и их размеров.

Сперва определяется расстояние до какой-нибудь доступной точки. Это расстояние называется базисом. Угол, под которым из недоступного места виден базис, называют параллаксом. Горизонтальным параллаксом называют угол, под которым с планеты виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения.

 

p² – параллакс, r² – угловой радиус, R – радиус Земли, r – радиус светила.

Радиолокационный метод. Он заключается в том, что на небесное тело посылают мощный кратковременный им­пульс, а затем принимают отраженный сигнал. Скорость распространения радиоволн равна скорости света в вакууме: известна. Поэтому если точно измерить время, которое потребовалось сигналу, чтобы дойти до небесного тела и возвратиться обратно, то легко вычислить искомое расстояние.

Радиолокационные наблюдения позволяют с большой точностью определять расстояния до небесных тел Солнечной системы. Этим методом уточнены расстояния до Луны, Венеры, Меркурия, Марса, Юпитера.

Лазерная локация Луны. Вскоре после изобретения мощных источников светового излучения — оптических квантовых генераторов (лазеров) — стали проводиться опыты по лазерной локации Луны. Метод лазерной локации анало­гичен радиолокации, однако точность измерения значи­тельно выше. Оптическая локация дает возможность опреде­лить расстояние между выбранными точками лунной и зем­ной поверхности с точностью до сантиметров.

Для определения размеров Земли определяют расстояние между двумя пунктами, расположенными на одном меридиане, затем длину дуги l, соответствующей 1° - n.

 

Для определения размеров тел Солнечной системы можно измерить угол, под которым они видны земному наблюдателю – угловой радиус светила r и расстояние до светила D.

R=Dsinr.

Учитывая p₀ – горизонтальный параллакс светила и, что углы p_{0 и} r малы,

3. Оборудование: стеклянная пластина, булавки, линейка, транспортир. Вывод согласно измерениям.

Билет №7