Решение задания OGEPHYS26B927
Ответ: 2845
Сегнерово колесо раскручивается вследствие реакции струй воды, выходящих из изогнутых трубок. Взаимное действие воды и стенок связано с законом сохранения импульса. Вращение возникает потому, что реактивные силы приложены с плечом относительно оси установки.
Выберем систему отсчёта Земли. Для каждого сопла направим локальную касательную ось Ox по выходящей струе. Стенки сообщают воде силу F вдоль +Ox, поэтому по второму закону Ньютона:
Δpвx = F·Δt.
Вода действует на трубку с проекцией реактивной силы:
Fрx = −F.
Силы струй на противоположных трубках образуют пару, их вращательные действия имеют одинаковый знак. Вертикальные силы тяжести и поддержки у оси не создают этого вращения; сопротивлением опоры для объяснения принципа пренебрегаем.
Сопоставим с предложенным списком.
А. Сохранение импульса — 2.
Б. Трубка у сопла начинает двигаться противоположно струе — 8.
В. Это реактивное движение — 4.
Г. Кальмар движется, выбрасывая воду в противоположную сторону, — 5. Белка-летяга планирует за счёт взаимодействия с воздухом и не является примером такого выброса массы.
Проверка. Разворот выходов трубок меняет направление вращения, поскольку знак реактивной силы меняется вместе со знаком импульса струи. Две противоположные силы могут вращать колесо даже при нулевой сумме сил: нужно учитывать их разные точки приложения. Ответ: 2845.
Комментарии к решению
Комментарии видны всем посетителям сайта.
Комментариев пока нет. Будьте первым.
Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.