1) Какова сила, которая действует на плиту при ударе стального шарика массой 0,05 кг, падающего с высоты 5 м и отскакивающего от плиты с такой же скоростью?
2) Чему равно изменение импульса материальной точки массой 3 кг за первые 8 секунд ее движения, если ее координата х описывается уравнением х = 25—10t +2t^2? Каков импульс силы, вызвавшей это изменение импульса за тот же промежуток времени?
2) Чему равно изменение импульса материальной точки массой 3 кг за первые 8 секунд ее движения, если ее координата х описывается уравнением х = 25—10t +2t^2? Каков импульс силы, вызвавшей это изменение импульса за тот же промежуток времени?
Darya
Задача 1:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Изначально, пусть шарик движется вниз со скоростью \( v \). При столкновении со стальной плитой шарик отскакивает вверх и его скорость становится равной \( -v \) (знак "минус" указывает на направление противоположное движению вниз).
По закону сохранения импульса:
Импульс шарика до столкновения \( p_1 = mv \),
Импульс шарика после столкновения \( p_2 = m(-v) = -mv \),
где \( m \) - масса шарика, \( v \) - скорость шарика.
Из условия задачи нам даны следующие значения:
масса шарика \( m = 0.05 \) кг,
высота падения \( h = 5 \) метров.
Теперь, нам необходимо определить скорость шарика при столкновении с плитой. Мы можем использовать энергетический подход для этого.
Из закона сохранения механической энергии:
Начальная потенциальная энергия \( E_{p_1} = mgh \),
Кинетическая энергия при падении \( E_{k_1} = \frac{1}{2} mv^2 \),
Кинетическая энергия при отскоке \( E_{k_2} = \frac{1}{2} m(-v)^2 = \frac{1}{2} mv^2 \),
где \( g \) - ускорение свободного падения (примем его равным \( 9.8 \, м/с^2 \)).
Так как энергия сохраняется, выполняется следующее равенство:
\( E_{p_1} + E_{k_1} = E_{k_2} \),
\( mgh + \frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} mv^2 \).
Упрощая это уравнение, получаем:
\( mgh = 0 \).
Теперь мы можем решить это уравнение для определения силы, действующей на плиту.
\( F = \frac{{m \cdot g \cdot h}}{{t}} \),
\( F = \frac{{0.05 \, кг \cdot 9.8 \, м/с^2 \cdot 5 \, м}}{{t}} \),
\( F = 0.245 \, H \).
Ответ: Сила, действующая на плиту при ударе стального шарика, равна 0.245 H.
Задача 2:
Для этой задачи мы должны использовать определение импульса, которое является произведением массы и скорости материальной точки. В данном случае, нас интересует изменение импульса за первые 8 секунд движения и импульс силы, вызвавшей это изменение.
Сначала, нам нужно найти производную уравнения \( x = 25 - 10t + 2t^2 \) по времени, чтобы найти скорость и ускорение частицы.
\( v = \frac{{dx}}{{dt}} = -10 + 4t \),
\( a = \frac{{dv}}{{dt}} = 4 \).
Данная частица имеет константное ускорение, поэтому изменение импульса можно получить, используя второй закон Ньютона \( F = ma \).
\( F = ma = 3 \cdot 4 = 12 \, Н \cdot с \).
Затем, мы можем найти импульс силы, умножив силу на интересующий нас промежуток времени:
\( I = F \cdot \Delta t = 12 \, Н \cdot с \cdot 8 \, с = 96 \, Н \cdot с \).
Ответ: Изменение импульса материальной точки массой 3 кг за первые 8 секунд движения составляет 12 Н·с, а импульс силы, вызвавшей это изменение, за этот же промежуток времени равен 96 Н·с.
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Изначально, пусть шарик движется вниз со скоростью \( v \). При столкновении со стальной плитой шарик отскакивает вверх и его скорость становится равной \( -v \) (знак "минус" указывает на направление противоположное движению вниз).
По закону сохранения импульса:
Импульс шарика до столкновения \( p_1 = mv \),
Импульс шарика после столкновения \( p_2 = m(-v) = -mv \),
где \( m \) - масса шарика, \( v \) - скорость шарика.
Из условия задачи нам даны следующие значения:
масса шарика \( m = 0.05 \) кг,
высота падения \( h = 5 \) метров.
Теперь, нам необходимо определить скорость шарика при столкновении с плитой. Мы можем использовать энергетический подход для этого.
Из закона сохранения механической энергии:
Начальная потенциальная энергия \( E_{p_1} = mgh \),
Кинетическая энергия при падении \( E_{k_1} = \frac{1}{2} mv^2 \),
Кинетическая энергия при отскоке \( E_{k_2} = \frac{1}{2} m(-v)^2 = \frac{1}{2} mv^2 \),
где \( g \) - ускорение свободного падения (примем его равным \( 9.8 \, м/с^2 \)).
Так как энергия сохраняется, выполняется следующее равенство:
\( E_{p_1} + E_{k_1} = E_{k_2} \),
\( mgh + \frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} mv^2 \).
Упрощая это уравнение, получаем:
\( mgh = 0 \).
Теперь мы можем решить это уравнение для определения силы, действующей на плиту.
\( F = \frac{{m \cdot g \cdot h}}{{t}} \),
\( F = \frac{{0.05 \, кг \cdot 9.8 \, м/с^2 \cdot 5 \, м}}{{t}} \),
\( F = 0.245 \, H \).
Ответ: Сила, действующая на плиту при ударе стального шарика, равна 0.245 H.
Задача 2:
Для этой задачи мы должны использовать определение импульса, которое является произведением массы и скорости материальной точки. В данном случае, нас интересует изменение импульса за первые 8 секунд движения и импульс силы, вызвавшей это изменение.
Сначала, нам нужно найти производную уравнения \( x = 25 - 10t + 2t^2 \) по времени, чтобы найти скорость и ускорение частицы.
\( v = \frac{{dx}}{{dt}} = -10 + 4t \),
\( a = \frac{{dv}}{{dt}} = 4 \).
Данная частица имеет константное ускорение, поэтому изменение импульса можно получить, используя второй закон Ньютона \( F = ma \).
\( F = ma = 3 \cdot 4 = 12 \, Н \cdot с \).
Затем, мы можем найти импульс силы, умножив силу на интересующий нас промежуток времени:
\( I = F \cdot \Delta t = 12 \, Н \cdot с \cdot 8 \, с = 96 \, Н \cdot с \).
Ответ: Изменение импульса материальной точки массой 3 кг за первые 8 секунд движения составляет 12 Н·с, а импульс силы, вызвавшей это изменение, за этот же промежуток времени равен 96 Н·с.
Знаешь ответ?