Номер 140, страница 42 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

С точки зрения законов классической механики, то, что описывает барон Мюнхгаузен, невозможно осуществить.

Когда барон совершает прыжок, его движение в воздухе подчиняется законам движения тела, брошенного под углом к горизонту. После того как его ноги оторвались от земли, единственной внешней силой, действующей на него, является сила тяжести (если пренебречь силой сопротивления воздуха). Сила тяжести направлена вертикально вниз.

В горизонтальном направлении никакие внешние силы на барона не действуют. Согласно закону сохранения импульса, если на систему не действуют внешние силы в определённом направлении, то проекция импульса системы на это направление остаётся постоянной. Импульс тела $ \vec{p} $ — это векторная величина, равная произведению массы тела $\text{m}$ на его скорость $ \vec{v} $: $ \vec{p} = m \vec{v} $.

Поскольку в горизонтальном направлении внешние силы отсутствуют, горизонтальная составляющая импульса барона сохраняется. Это означает, что его центр масс будет двигаться вперёд с той же постоянной горизонтальной скоростью, которую он приобрёл в момент отрыва от земли. Чтобы повернуть обратно, барону необходимо изменить направление своего горизонтального импульса на противоположное. Сделать это в полёте без взаимодействия с каким-либо другим телом (то есть без внешней опоры) невозможно.

Все движения, которые барон может совершать в воздухе (например, поворот туловища или взмахи руками), являются результатом действия внутренних сил. Эти силы могут изменить положение частей тела относительно друг друга, но не могут изменить траекторию движения центра масс всего тела. Центр масс барона будет неуклонно следовать по параболической траектории, заданной начальной скоростью и углом прыжка.

Ответ: Нет, это невозможно. Согласно закону сохранения импульса, в отсутствие внешних горизонтальных сил (таких как опора или реактивная тяга), центр масс барона после прыжка будет двигаться по неизменной параболической траектории. Он не может изменить направление своего горизонтального движения в воздухе и вернуться обратно, используя только внутренние силы своего тела.