Якому фізичному закону відповідає дія, коли домогосподарка вибиває пил з килима?

Название: Закон сохранения импульса.

Объяснение: Действие, когда домохозяйка выбивает пыль из ковра, соответствует закону сохранения импульса. Закон сохранения импульса утверждает, что сумма импульсов системы тел остается неизменной, если на систему не действуют внешние силы. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость.

Когда домохозяйка выбивает пыль из ковра, она ударяет по ковру метлой или другим предметом. В результате этого удара взаимодействие между метлой и ковром приводит к перераспределению импульса. При ударе метлы по ковру, импульс метлы увеличивается, а импульс ковра уменьшается. Однако, сумма импульсов метлы и ковра до и после взаимодействия остается неизменной. Таким образом, закон сохранения импульса соблюдается в этой ситуации.

Пример использования:

Домохозяйка с массой 60 кг ударяет метлой, массой 0,5 кг, по ковру, массой 4 кг. Начальная скорость домохозяйки равна 0 м/с, а начальная скорость метлы и ковра также равна 0 м/с. После удара метлы по ковру, скорость ковра становится равной 2 м/с вперед, а скорость метлы становится равной -12 м/с назад. Воспользуемся законом сохранения импульса, чтобы найти начальную скорость ковра.

Масса домохозяйки (м1) = 60 кг
Масса метлы (м2) = 0,5 кг
Масса ковра (м3) = 4 кг
Начальная скорость домохозяйки (v1) = 0 м/с
Начальная скорость метлы (v2) = 0 м/с
Начальная скорость ковра (v3) = ?
Конечная скорость домохозяйки (v1f) = ?
Конечная скорость метлы (v2f) = -12 м/с
Конечная скорость ковра (v3f) = 2 м/с

(м1 * v1) + (м2 * v2) + (м3 * v3) = (м1 * v1f) + (м2 * v2f) + (м3 * v3f)

(60 кг * 0 м/с) + (0,5 кг * 0 м/с) + (4 кг * v3) = (60 кг * v1f) + (0,5 кг * (-12 м/с)) + (4 кг * 2 м/с)

0 кг∙м/с + 0 кг∙м/с + (4 кг * v3) = (60 кг * v1f) - (0,5 кг * 12 м/с) + (4 кг * 2 м/с)

4 кг * v3 = 60 кг * v1f - 0,5 кг * 12 м/с + 4 кг * 2 м/с

4 кг * v3 = 60 кг * v1f - 6 кг∙м/с + 8 кг∙м/с

4 кг * v3 = 60 кг * v1f + 2 кг∙м/с

v3 = (60 кг * v1f + 2 кг∙м/с) / 4 кг

v3 = 15 кг * v1f + 0,5 кг∙м/с

Совет: Для лучшего понимания закона сохранения импульса, рекомендуется проводить практические эксперименты, используя различные предметы и наблюдая за изменением их импульса после взаимодействия.

Упражнение: Домохозяйка силой 20 Н выбивает пыль из ковра, массой 2 кг. Какое изменение импульса получит ковер в результате этого действия?