Вопрос 5. Каким образом закон сохранения момента импульса отражается на движении планет Солнечной системы?

Ответ. Момент импульса – это мера механического движения тела или системы тел относительно какой либо точки (центра) или оси. Для замкнутой системы тел момент импульса остаётся постоянным. Закон сохранения момента импульса гласит: если к телу или к системе тел не приложено внешних сил, то момент импульса остаётся постоянным. Закон сохранения момента импульса определяет динамику галактик, планет и элементарных частиц. Момент импульса тела равен произведению импульса тела на расстояние до оси вращения.

Земля вращается вокруг Солнца по эллипсу, поэтому расстояние от неё до Солнца меняется. Момент её импульса сохраняется при движении вокруг центрального тела. То же касается всех других планет Солнечной системы.

Момент импульса при вращении завит не только от массы и скорости тела, но и от положения точки, в которой находится масса тела. Перераспределение массы при вращении изолированной системы в силу закона сохранения момента импульса меняет (уменьшает или увеличивает) угловую скорость вращения. Уменьшение расстояния приводит к увеличению угловой скорости, увеличение расстояния увеличивает угловую скорость. Поэтому скорость Земли или любой другой планеты Солнечной системы в перигелии (ближайшей к Солнцу точки орбиты планеты) будет максимальной, а в афелии

( наиболее отдалённой от солнца точки орбиты) она будет минимальной. Земля находится в перигелии 3 января, в афелии - 3 июля, поэтому зимняя скорость обращения Земли превышает летнюю. Таким же образом закон сохранения момента импульса сказывается на движении других планет Солнечной системы по их орбитам.

Момент импульса является векторной величиной, поэтому в изолированной системе сохраняется не только его значение, но и направление. Это приводит к возникновению отклонений (прецессий) оси вращения Земли с периодом примерно 26 тысяч лет.

Вопрос 6. Почему нарезное оружие стреляет на большее расстояние и с большей точностью по сравнению с гладкоствольным?

Ответ. Нарезное оружие (винтовки, пистолеты, автоматы и др.) в канале ствола имеет нарезы (винтовые канавки), которые предают пуле вращательные движения. Эти вращательные движения обеспечивают пуле устойчивость в воздухе, а также повышают дальность и кучность стрельбы.

Пуля, выпущенная из нарезного оружия, совершает как поступательное (под действием пороховых газов), так и вращательное (под действием нарезанных в стволе канавок) движение. Перемещаясь в пространстве с огромной скоростью, пуля испытывает значительное сопротивление среды (воздуха). Совершая поступательное движение, пуля одновременно вращается вокруг своей продольной оси, как бы ввинчиваясь в воздух, что значительно уменьшает сопротивление воздуха при движении пули, тем самым увеличивает дальность полёта и повышает кучность стрельбы.

Что воздух мешает свободному полёту пули, знают все, но лишь немногие представляют себе, насколько велико тормозящее действие воздуха. Большинство людей склонно думать, что такая незначительная по плотности среда, как воздух, не может сколько – нибудь заметно мешать стремительному полёту ружейной пули. Однако, покидая ствол с огромной скоростью (около 630 метров в секунду) пуля на своём пути испытывает огромное тормозящее сопротивление воздуха. Противодействие воздуха столь велико, что его присутствие уменьшает дальность полёта пули на поверхности Земли как минимум в десять раз. В случае отсутствия воздуха на Земле (атмосферы) из винтовки можно было бы обстреливать неприятеля на расстоянии до сорока км, а посылать пулю вверх на высоту до десяти км.

Гладкоствольное оружие, которое не имеет нарезов внутри ствола, не в состоянии придать пуле устойчивого вращательного движения. Поэтому пуля, выпущенная из такого оружия, не ввинчивается в воздух, а хаотично в нём кувыркается, испытывая огромное сопротивление воздуха. Тормозящее действие воздуха уменьшает дальность полёта и точность стрельбы.