Каков модуль средней силы нормальной реакции со стороны стены после неупругого удара шарика, который летит со скоростью

Тема: Физика - Законы Ньютона

Объяснение:
Для решения данной задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и закон второго движения Ньютона. Первым делом нам необходимо вычислить начальную и конечную вертикальную и горизонтальную составляющую импульса шарика.

Изначально шарик движется со скоростью 6 м/с под углом 60° к горизонту. Масса шарика - 2 кг. Поэтому начальные вертикальная и горизонтальная составляющие импульса равны:
Pᵥ₀ = m * v₀ * sin(α) = 2 * 6 * sin(60°) = 12 * √3 / 2 = 6√3 кг * м/с
Pₕ₀ = m * v₀ * cos(α) = 2 * 6 * cos(60°) = 12 * 1/2 = 6 кг * м/с

После неупругого удара шарик отскакивает со скоростью 4 м/с под углом 30° к горизонту. Вычислим конечные составляющие импульса:
Pᵥ₁ = m * v₁ * sin(β) = 2 * 4 * sin(30°) = 8 * 1/2 = 4 кг * м/с
Pₕ₁ = m * v₁ * cos(β) = 2 * 4 * cos(30°) = 8 * √3 / 2 = 4√3 кг * м/с

Так как вертикальная составляющая силы нормальной реакции не меняется после столкновения, модуль средней силы нормальной реакции равен модулю вертикальной составляющей импульса после столкновения:
|Fₙ| = |Pᵥ₁| = 4 кг * м/с

Пример использования:
Задача: Каков модуль средней силы нормальной реакции со стороны стены после неупругого удара шарика, который летит со скоростью 6 м/с под углом 60° к горизонту и отскакивает со скоростью 4 м/с под углом 30° к горизонту? Масса шарика составляет 2 кг, время соударения равно 0.01 с.

Совет: Для решения подобных задач помимо основ законов Ньютона, необходимо обладать навыками работы с углами и тригонометрией. Не забудьте использовать правильные единицы измерения во всех расчетах.

Упражнение: Какова вертикальная составляющая импульса шарика после столкновения, если он летит со скоростью 8 м/с под углом 45° к горизонту и отскакивает со скоростью 6 м/с под углом 60° к горизонту? Масса шарика составляет 5 кг, время соударения равно 0.02 с.