3. На изображении представлен хоккеист, готовящийся ударить шайбу массой 0,16 кг с помощью хоккейной клюшки. Непосредственно перед ударом шайба движется со скоростью 35 м/с. а) Рассчитайте импульс шайбы. b) Шайба получает удар: 1) Поясните, почему импульс шайбы имеет отрицательное значение, когда она движется в обратном направлении. 2) После удара скорость шайбы в направлении, противоположном ее исходному направлению, равна 30 м/с. Удар длился 0,025 с. Рассчитайте результирующую силу, которую хоккейная клюшка оказывает на шайбу во время удара.
Alena
a) Для расчета импульса шайбы можно воспользоваться формулой:
\[I = m \cdot v\]
где \(\displaystyle I\) - импульс, \(\displaystyle m\) - масса шайбы, \(\displaystyle v\) - скорость шайбы.
Подставляя значения, получаем:
\[\displaystyle I = 0.16 \, \text{кг} \cdot 35 \, \text{м/с} = 5.6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]
Таким образом, импульс шайбы равен 5.6 кг·м/с.
b) 1) Импульс шайбы имеет отрицательное значение, когда она движется в обратном направлении, потому что в данном случае выбрана положительная ось направления движения. Если шайба движется в противоположном направлении, то по определению отрицательного импульса, его значение становится отрицательным.
2) Для расчета результирующей силы, которую хоккейная клюшка оказывает на шайбу, можно воспользоваться формулой:
\[F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\]
где \(\displaystyle F\) - результирующая сила, \(\displaystyle \Delta p\) - изменение импульса шайбы, \(\displaystyle \Delta t\) - изменение времени удара.
Известно, что шайба получила удар с начальной скоростью 35 м/с и после удара движется со скоростью 30 м/с в противоположном направлении. Изменение импульса можно рассчитать следующим образом:
\[\displaystyle \Delta p = m \cdot ( v_{\text{конечная}} - v_{\text{начальная}})\]
\[\displaystyle \Delta p = 0.16 \, \text{кг} \cdot (30 \, \text{м/с} - (-35 \, \text{м/с}))\]
\[\displaystyle \Delta p = 0.16 \, \text{кг} \cdot 65 \, \text{м/с}\]
\[\displaystyle \Delta p = 10.4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]
Известно, что длительность удара составляет 0.025 с. Подставляя значения в формулу для результирующей силы, получаем:
\[\displaystyle F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}} = \frac{{10.4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}}{{0.025 \, \text{с}}} = 416 \, \text{Н}\]
Таким образом, результирующая сила, которую хоккейная клюшка оказывает на шайбу во время удара, составляет 416 Н.
\[I = m \cdot v\]
где \(\displaystyle I\) - импульс, \(\displaystyle m\) - масса шайбы, \(\displaystyle v\) - скорость шайбы.
Подставляя значения, получаем:
\[\displaystyle I = 0.16 \, \text{кг} \cdot 35 \, \text{м/с} = 5.6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]
Таким образом, импульс шайбы равен 5.6 кг·м/с.
b) 1) Импульс шайбы имеет отрицательное значение, когда она движется в обратном направлении, потому что в данном случае выбрана положительная ось направления движения. Если шайба движется в противоположном направлении, то по определению отрицательного импульса, его значение становится отрицательным.
2) Для расчета результирующей силы, которую хоккейная клюшка оказывает на шайбу, можно воспользоваться формулой:
\[F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\]
где \(\displaystyle F\) - результирующая сила, \(\displaystyle \Delta p\) - изменение импульса шайбы, \(\displaystyle \Delta t\) - изменение времени удара.
Известно, что шайба получила удар с начальной скоростью 35 м/с и после удара движется со скоростью 30 м/с в противоположном направлении. Изменение импульса можно рассчитать следующим образом:
\[\displaystyle \Delta p = m \cdot ( v_{\text{конечная}} - v_{\text{начальная}})\]
\[\displaystyle \Delta p = 0.16 \, \text{кг} \cdot (30 \, \text{м/с} - (-35 \, \text{м/с}))\]
\[\displaystyle \Delta p = 0.16 \, \text{кг} \cdot 65 \, \text{м/с}\]
\[\displaystyle \Delta p = 10.4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}\]
Известно, что длительность удара составляет 0.025 с. Подставляя значения в формулу для результирующей силы, получаем:
\[\displaystyle F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}} = \frac{{10.4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}}{{0.025 \, \text{с}}} = 416 \, \text{Н}\]
Таким образом, результирующая сила, которую хоккейная клюшка оказывает на шайбу во время удара, составляет 416 Н.
Знаешь ответ?