Каково изменение импульса камня: а) за первую секунду свободного падения массой 200 г? б) за вторую секунду свободного

Тема занятия: Изменение импульса камня в свободном падении

Инструкция:
Импульс - это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. При свободном падении в отсутствие внешних сил импульс камня может изменяться только за счет изменения его скорости.

а) За первую секунду свободного падения массой 200 г:
В начале свободного падения камень имеет нулевую скорость, следовательно, его импульс равен нулю. По мере падения камня под воздействием силы тяжести его скорость будет увеличиваться. Для расчета изменения импульса камня за первую секунду свободного падения воспользуемся формулой изменения импульса Δp = масса тела * изменение скорости. В данном случае, масса камня равна 200 г (или 0.2 кг), изменение скорости равно скорости после первой секунды падения, так как начальная скорость равна нулю. Поскольку камень падает свободно, без воздействия дополнительных сил, его скорость увеличивается равномерно, и поэтому скорость после первой секунды падения будет равна ускорению свободного падения g (приближенно 9,8 м/с^2) умноженному на время в первую секунду (∆t = 1 с). Таким образом, Δp = 0.2 кг * (9.8 м/с^2 * 1 с) = 0.2 кг * 9.8 м/с = 1.96 Н·с.

б) За вторую секунду свободного падения массой 200 г:
Аналогично предыдущему случаю, начальный импульс камня равен пу и равен 1.96 Н·с. Для расчета изменения импульса за вторую секунду свободного падения используем ту же формулу Δp = масса тела * изменение скорости. В данном случае масса камня и время падения равны тем же значениям, что и в предыдущем случае. Скорость камня после второй секунды падения будет равна g * 2 с, так как скорость увеличивается равномерно. Следовательно, Δp = 0.2 кг * (9.8 м/с^2 * 2 с) = 0.2 кг * 19.6 м/с = 3.92 Н·с.

в) За n-ую секунду свободного падения массой 200 г:
Общий шаблон для вычисления изменения импульса камня за n-ую секунду свободного падения будет Δp = 0.2 кг * (9.8 м/с^2 * n с).

Совет:
Чтобы лучше понять свободное падение и изменение импульса, рекомендуется предварительно изучить понятие импульса, закон сохранения импульса, а также законы движения тела в свободном падении.

Дополнительное задание:
На каком этапе свободного падения массой 200 г увеличение импульса будет равно 9.8 Н·с? Ответ дайте в виде времени в секундах (n).