Задача 456798 из банка ФИПИ · задание 3 ОГЭ по физике
|
|
В 1750 г. Я. Сегнер выдвинул идею водяного двигателя. Вода поступала сверху в сосуд, внизу которого располагались трубки с загнутыми в одну сторону концами. Вода, вытекая через них, приводила во вращение колесо (см. рисунок).
Что лежит в основе вращения колеса?
свободное падение струи воды
сила жидкого трения
принцип реактивного движения
сохранение кинетической энергии струи
Показать ответ и разбор
Ответ: 3
Разбор
💡 Посмотри на рисунок: из загнутых трубок вода вырывается в одну сторону, а само колесо при этом крутится в другую. Вот это «в другую сторону» и есть подсказка.
Разберёмся по шагам.
Вода внутри трубки сначала стоит на месте. Чтобы вылететь наружу, её нужно толкнуть — толкает её стенка трубки (то есть сам сосуд). Вода получает толчок в одну сторону.
Но силы в природе всегда ходят парами: если сосуд толкает воду вперёд, то вода с такой же силой толкает сосуд назад. Это третий закон Ньютона — «действие равно противодействию». Сосуд получает толчок в противоположную сторону и начинает вращаться.
Такое движение называют реактивным: тело едет в одну сторону потому, что от него отделяется часть массы (струя воды, газа) и летит в другую. Знакомый пример — надутый воздушный шарик, из которого выпустили воздух: он носится по комнате, пока воздух выходит. Или ракета: она летит вверх, а раскалённый газ бьёт вниз.
Теперь посмотрим, почему остальные варианты не подходят.
1) Свободное падение струи воды — вода, конечно, падает вниз, но падение тянет её к полу, а не раскручивает колесо вокруг оси. Если бы дело было в падении, колесо просто стояло бы и вода лилась вниз.
2) Сила жидкого трения — трение всегда мешает движению, тормозит его. Раскрутить колесо оно не может.
4) Сохранение кинетической энергии струи — закон сохранения энергии, конечно, работает, но он говорит только «сколько энергии», а не «куда и почему крутится колесо». Направление вращения объясняет именно отдача струи.
⚠️ Частая ошибка — думать, что колесо крутит струя, которая «отталкивается» от воздуха. Нет: отдача возникает и в пустоте, ведь вода толкает саму трубку. Воздух тут ни при чём.
Ты уже держишь в голове главную мысль: вылетающая струя толкает сосуд в обратную сторону — это и есть принцип реактивного движения. 🙂
✅ Ответ: 3
