Небольшой шарик массой 300 г ударяется об стенку и отскакивает от нее. Определите импульс, полученный стенкой, если перед ударом шарик имел скорость 10 м/с, направленную…
Небольшой шарик массой 300 г ударяется об стенку и отскакивает от нее. Определите импульс, полученный стенкой, если перед ударом шарик имел скорость 10 м/с, направленную перпендикулярно стенке. Удар считать абсолютно упругим.
Чтобы определить импульс, полученный стенкой, нужно сначала рассмотреть ситуацию с точки зрения закона сохранения импульса и характеристики удара.
Исходные данные:
- Масса шарика \( m = 300 \, \text{г} = 0.3 \, \text{кг} \) (переведем в килограммы).
- Начальная скорость шарика \( v_1 = 10 \, \text{м/с} \) (направлена к стенке).
- После удара в условиях абсолютно упругого удара скорость шарика изменится на равную, но противоположную (отскок, направленный от стенки): \( v_2 = -10 \, \text{м/с} \).
Изменение импульса шарика: Импульс шарика можно вычислить по формуле: \[ p = m \cdot v \]
- Импульс шарика до удара: \[ p_1 = m \cdot v_1 = 0.3 \cdot 10 = 3 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
- Импульс шарика после удара: \[ p_2 = m \cdot v_2 = 0.3 \cdot (-10) = -3 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]
Импульс, полученный стенкой: Импульс, переданный стенке, равен изменению импульса шарика: \[ \Delta p = p_2 - p_1 = -3 - 3 = -6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \] Положительное по величине значение показывает, что стенка приобретает импульс в размере \( 6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \), но в направлении от шарика.
Таким образом, импульс, полученный стенкой, составляет \( 6 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \) в сторону, противоположную движению шарика.
