Каков импульс силы, действующей на теннисный мяч при ударе об корт, если мяч имеет массу около 60 г и отскакивает

Физика: Импульс и удар теннисного мяча

Разъяснение: Импульс - это величина, которая характеризует количественное изменение движения тела. Он определяется как произведение массы тела на его скорость. Формула для расчета импульса: I = m * v, где I - импульс, m - масса тела, v - скорость тела.

Для решения данной задачи нам также понадобится уравнение закона сохранения механической энергии. По этому закону, сумма потенциальной и кинетической энергии тела остается постоянной. Потенциальная энергия выражается через высоту подъема тела и его массу: Ep = m * g * h, где Ep - потенциальная энергия тела, m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема тела.

Из условия задачи известны масса теннисного мяча (m = 60 г), высота подъема (h = 1.4 м) и ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с^2).

Для начала, найдем потенциальную энергию теннисного мяча перед ударом об корт:
Ep = m * g * h = 0.06 кг * 9.8 м/с^2 * 1.4 м = 0.8232 Дж

Затем выразим скорость мяча перед ударом, используя формулу зависимости потенциальной и кинетической энергии:
Ep = Ek
0.8232 = m * v^2 / 2
v^2 = 2 * 0.8232 / 0.06 = 27.3867
v ≈ 5.2282 м/с

Наконец, найдем импульс силы, действующей на мяч при ударе. Так как мяч отскакивает, его конечная скорость равна начальной (по закону сохранения энергии):
I = m * v = 0.06 кг * 5.2282 м/с ≈ 0.3137 кг * м/с

Совет: Чтобы лучше понять понятие импульса и удара, рекомендуется изучить закон сохранения импульса и внимательно изучить взаимосвязь между потенциальной и кинетической энергией.

Проверочное упражнение: Каков будет импульс силы, действующей на теннисный мяч, если его масса равна 75 г, а он отскакивает на высоту 1.2 м? (Ускорение свободного падения принять равным 9.8 м/с^2)