Для решения данной задачи нужно воспользоваться концепцией импульса и закона сохранения импульса.
Дано:
- Масса шара \( m \).
- Начальная скорость \( v_0 \) (она же скорость броска).
- Сопротивлением воздуха пренебрегаем.
Решение:
При движении вверх шар замедляется под действием силы тяжести, достигает максимальной высоты, останавливается, а затем падает обратно вниз, возвращаясь на землю с той же скоростью, с которой был брошен (это справедливо, если сопротивление воздуха пренебречь).
Импульс в момент броска вверх: \[ p_1 = m \times v_0 \] где \( p_1 \) — начальный импульс, \( m \) — масса шара, \( v_0 \) — начальная скорость.
Импульс в момент падения на землю: Так как скорость шара при падении будет по величине равно начальной скорости (но с противоположным направлением), то: \[ p_2 = m \times (-v_0) \] где \( p_2 \) — конечный импульс.
Модуль изменения импульса: Изменение импульса можно найти как разность конечного и начального импульсов: \[ \Delta p = p_2 - p_1 = m \times (-v_0) - m \times v_0 = -2m \times v_0 \] Следовательно, модуль изменения импульса: \[ |\Delta p| = 2m \times v_0 \]
Таким образом, модуль изменения импульса шара за всё время его движения до падения на землю равен \( 2m \times v_0 \).