Небольшой шарик массой 300 г ударяется об стенку и отскакивает от нее. Определите импульс, по- лученный стенкой, если перед ударом шарик имел ско- рость 10 м/с, направленную…
Небольшой шарик массой 300 г ударяется об стенку и отскакивает от нее. Определите импульс, по- лученный стенкой, если перед ударом шарик имел ско- рость 10 м/с, направленную перпендикулярно стенке. Удар считать абсолютно упругим.
Чтобы определить импульс, полученный стенкой в результате удара шарика, давайте сначала вспомним основные понятия.
Импульс – это физическая величина, которая равна произведению массы и скорости объекта. В случае абсолютно упругого удара, скорость шарика изменяется на противоположную после контакта со стенкой.
Дано:
- Масса шарика \( m = 300 \, \text{г} = 0,3 \, \text{кг} \)
- Скорость шарика перед ударом \( v_1 = 10 \, \text{м/с} \)
- Скорость шарика после удара (в абсолютно упругом ударе) \( v_2 = -10 \, \text{м/с} \) (направлена в противоположную сторону)
Определим изменение импульса шарика: Импульс до удара: \[ p_1 = m \cdot v_1 = 0,3 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{м/с} = 3 \, \text{кг·м/с} \]
Импульс после удара: \[ p_2 = m \cdot v_2 = 0,3 \, \text{кг} \cdot (-10 \, \text{м/с}) = -3 \, \text{кг·м/с} \]
Теперь найдем изменение импульса шарика: \[ \Delta p = p_2 - p_1 = -3 \, \text{кг·м/с} - 3 \, \text{кг·м/с} = -6 \, \text{кг·м/с} \]
Это изменение импульса шарика равно импульсу, полученному стенкой, так как по закону сохранения импульса, импульсы должны быть равны по модулю и противоположны по направлению.
- Итак, импульс, полученный стенкой: \[ I = 6 \, \text{кг·м/с} \]
Импульс, полученный стенкой, равен \( 6 \, \text{кг·м/с} \).
