Какой импульс p получает стена от удара шарика массой 250 г, который летит со скоростью 3,4 м/с под углом

Тема урока: Законы сохранения импульса

Инструкция:
Для решения данной задачи мы будем использовать законы сохранения импульса.

Импульс (p) можно определить как произведение массы (m) объекта на его скорость (v). Импульс также является векторной величиной, поэтому мы должны учитывать направление движения объектов.

Согласно закону сохранения импульса, сумма импульсов до и после столкновения должна оставаться постоянной, если нет внешних сил.

В данной задаче имеется шарик массой 250 г, летящий со скоростью 3,4 м/с под углом 25° к горизонту. Мы можем разложить скорость шарика на его горизонтальную (Vх) и вертикальную (Vу) компоненты, используя формулы тригонометрии:

Vх = V * cos(θ)
Vу = V * sin(θ)

Где V - общая скорость шарика, θ - угол к горизонту.

Далее, мы можем рассчитать импульс шарика до столкновения с помощью формулы:

p = m * V

Когда шарик сталкивается с гладкой стеной, он отразится, меняя только направление горизонтальной компоненты скорости. Следовательно, вертикальная компонента скорости остается нетронутой, и мы можем рассчитать импульс стены после столкновения, используя те же формулы.

Например:
Для решения данной задачи, мы должны знать массу шарика (250 г), скорость шарика (3,4 м/с) и угол его движения к горизонту (25°).

Давайте рассчитаем импульс шарика перед столкновением:
m = 250 г = 0,25 кг
V = 3,4 м/с
θ = 25°

Vх = V * cos(θ) = 3,4 * cos(25°) = 3,4 * 0,906 = 3,08 м/с
Vу = V * sin(θ) = 3,4 * sin(25°) = 3,4 * 0,423 = 1,44 м/с

p = m * V = 0,25 кг * 3,4 м/с = 0,85 кг·м/с

Теперь, когда шарик сталкивается с гладкой стеной, его горизонтальная компонента скорости изменяется на противоположную, а вертикальная компонента остается неизменной.

Таким образом, импульс стены после столкновения будет равен 0,85 кг·м/с.

Совет:
Для лучшего понимания задачи, рассмотрите следующие вопросы: Что происходит с импульсом шарика при столкновении с негладкой стеной? Как изменится импульс стены, если стена будет неподвижна?

Задача для проверки:
Предположим, масса шарика увеличивается в два раза, а его скорость уменьшается до 2,5 м/с. Как это повлияет на импульс стены?