Якою буде середня сила тиску кулі масою 100 г на борт під час абсолютно пружного удару, якщо вона налітає на швидкості

Содержание: Абсолютно пружний удар и средняя сила давления

Объяснение: При решении этой задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.

Во-первых, нужно выразить начальную скорость кули в проекциях на горизонтальную и вертикальную оси. Для этого воспользуемся геометрией треугольника:
начальная горизонтальная скорость: v_x = v * cos(30 градусов), где v - начальная скорость кули (1м/с);
начальная вертикальная скорость: v_y = v * sin(30 градусов), где v - начальная скорость кули (1м/с).

Затем, мы можем найти закон сохранения энергии между началом и концом удара:
начальная кинетическая энергия = конечная кинетическая энергия.
m * v^2 / 2 = m * (v_x^2 + v_y^2) / 2,
где m - масса кули (100 г или 0,1 кг).
Так как у нас абсолютно пружный удар, величина скоростей после удара остаются такими же, как и перед ударом.

Средняя сила давления на борт рассчитывается как изменение импульса, деленное на время удара:
F_avg = Δp / Δt,
где Δp - изменение импульса, m * Δv, и Δv - изменение скорости, v - начальная скорость кули (1м/с);
Δt - время удара (0,02 с).

Итак, мы можем рассчитать среднюю силу давления, подставив наши известные значения:
F_avg = (m * v - m * v) / Δt = 0 / Δt = 0 Н

Дополнительный материал:
Вопрос: Какова средняя сила давления кули массой 100 г на борт во время абсолютно упругого столкновения, если она летит со скоростью 1м/с под углом 30 градусов к борту? Длительность столкновения составляет 0,02 с.
Ответ: Средняя сила давления равна 0 Н.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию абсолютно упругого столкновения, можно провести эксперимент с мячиками разной массы и наблюдать изменение их скоростей после удара.

Практика: Как изменится сила давления, если куля массой 200 г налетит на борт с двукратной начальной скоростью, при сохранении остальных параметров неизменными?Ответ предоставить с пояснением решения.