Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найти...

Тематика Физика
Уровень 5 - 9 классы
импульс изменение импульса неупругий удар упругий удар средняя сила скорость масса время удара
0

Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найти изменение импульса при абсолютно неупругом и абсолютно упругом ударах. Вычислите среднюю силу, действующую на шарик во время удара, если неупругий удар длился 0,05 с, а упругий-0,01 с.

avatar
задан 4 месяца назад

2 Ответа

0

Для нахождения изменения импульса при неупругом ударе используем закон сохранения импульса: m1 v1 + m2 v2 = m1+m2 * v где m1 и m2 - массы шарика и площадки соответственно, v1 и v2 - скорости шарика и площадки перед ударом, v - скорость системы после удара.

При неупругом ударе скорости шарика и площадки после удара равны, так как они стали двигаться как одно тело. Поэтому уравнение примет вид: 0.1 кг 10 м/с + 0 = 0.1 кг v v = 10 м/с

Изменение импульса при неупругом ударе: Δp = m Δv = 0.1 кг 10м/с10м/с = 0

Теперь рассмотрим упругий удар. При упругом ударе скорости шарика и площадки после удара различны. Используем законы сохранения импульса и энергии: m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2' 1/2 m1 v1^2 + 1/2 m2 v2^2 = 1/2 m1 v1'^2 + 1/2 m2 v2'^2

Решая данную систему уравнений, получим: v1' = 0 м/с v2' = 10 м/с

Изменение импульса при упругом ударе: Δp = m Δv = 0.1 кг 10м/с0м/с = 1 кг * м/с

Средняя сила, действующая на шарик во время удара, определяется как отношение изменения импульса к времени удара: F = Δp / Δt

Для неупругого удара: F = 0 / 0.05 с = 0 Н Для упругого удара: F = 1 кг * м/с / 0.01 с = 100 Н

Таким образом, при абсолютно неупругом ударе сила, действующая на шарик, равна 0 Н, а при абсолютно упругом ударе сила составляет 100 Н.

avatar
ответил 4 месяца назад
0

Для решения этой задачи необходимо понять, как изменяется импульс при разных типах ударов и как связана сила с изменением импульса.

Изменение импульса

Импульс количестводвижения тела определяется как произведение его массы на скорость: p=mv

  1. Абсолютно неупругий удар:

    При абсолютно неупругом ударе шарик прилипает к поверхности, и его скорость после удара становится равной нулю. Изменение импульса (Δp) будет равно разности импульса до удара и импульса после удара: [ \Delta p = m \cdot v{\text{до}} - m \cdot v{\text{после}} = m \cdot v - 0 = m \cdot v ] Подставим значения: Δp=0,1кг10м/с=1кгм/с

  2. Абсолютно упругий удар:

    При абсолютно упругом ударе шарик отскакивает с той же скоростью, но в противоположном направлении. Изменение импульса в этом случае будет: [ \Delta p = m \cdot v{\text{до}} - m \cdot (-v{\text{после}}) = m \cdot v + m \cdot v = 2m \cdot v ] Подставим значения: Δp=20,1кг10м/с=2кгм/с

Средняя сила

Средняя сила, действующая на шарик во время удара, связана с изменением импульса следующим образом: Fср=ΔpΔt

  1. Неупругий удар: Fср=1кгм/с0,05с=20Н

  2. Упругий удар: Fср=2кгм/с0,01с=200Н

Таким образом, изменение импульса при неупругом ударе составляет 1 кг·м/с, а при упругом ударе — 2 кг·м/с. Средняя сила при неупругом ударе равна 20 Н, а при упругом ударе — 200 Н.

avatar
ответил 4 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме