Для решения задачи нам нужно использовать закон сохранения импульса и вторую закон Ньютона, который связывает силу и изменение импульса.
- Определим изменение скорости тела за промежуток времени:
Импульс ( p ) тела определяется как произведение массы ( m ) на скорость ( v ):
[ p = mv ]
Изменение импульса (\Delta p) за промежуток времени (\Delta t) можно выразить как:
[ \Delta p = m \Delta v ]
где (\Delta v) — изменение скорости.
- Вычислим изменение скорости:
Тело свободно падает, значит, на него действует только сила тяжести. Ускорение свободного падения ( g ) приблизительно равно ( 9.8 \, \text{м/с}^2 ).
Изменение скорости (\Delta v) за время (\Delta t) при равномерном ускорении можно найти по формуле:
[ \Delta v = g \Delta t ]
Подставим значения ( g ) и (\Delta t = 2 \, \text{с}):
[ \Delta v = 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 2 \, \text{с} = 19.6 \, \text{м/с} ]
- Используем изменение импульса:
По условию задачи изменение импульса (\Delta p) равно ( 10 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} ). Подставим это значение в уравнение (\Delta p = m \Delta v):
[ 10 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = m \times 19.6 \, \text{м/с} ]
- Найдем массу ( m ):
Решим уравнение относительно массы ( m ):
[ m = \frac{10 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{19.6 \, \text{м/с}} = \frac{10}{19.6} \, \text{кг} ]
[ m \approx 0.51 \, \text{кг} ]
Таким образом, масса тела приблизительно равна ( 0.51 \, \text{кг} ).