Тело массой m=1 кг упало с высоты h=19,6 м. определить изменение импульса тела за последнюю секунду движения и импульс тела на высоте h=4,9 м.
можно, , подробное решение с рисунком

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать два физических закона: закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса.

1) Определим изменение потенциальной энергии тела при падении с высоты h=19,6 м:

Известно, что потенциальная энергия тела равна mgh, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Потенциальная энергия = 1 кг * 9,8 м/с² * 19,6 м = 191,68 Дж

Таким образом, изменение потенциальной энергии тела за последнюю секунду движения будет равно разности потенциальных энергий на начальной и конечной высотах.

2) Определяем импульс тела на высоте h=4,9 м:

Для этого воспользуемся законом сохранения механической энергии, который утверждает, что сумма кинетической и потенциальной энергий тела в любой точке его движения является постоянной величиной.

Изначально тело находилось на высоте h=19,6 м, поэтому его потенциальная энергия в начальный момент была равна 191,68 Дж.

После падения на высоту h=4,9 м потенциальная энергия тела уменьшилась. Определяем это изменение потенциальной энергии:

Изм. потенциальная энергия = 1 кг * 9,8 м/с² * (19,6 м - 4,9 м) = 141,12 Дж

Так как сумма кинетической и потенциальной энергий постоянна, то кинетическая энергия тела после падения на высоту h=4,9 м равна:

Кинетическая энергия = Изначальная потенциальная энергия - Изм. потенциальной энергии = 191,68 Дж - 141,12 Дж = 50,56 Дж

Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Так как масса тела равна 1 кг, то импульс равен:

Импульс = масса * скорость

Чтобы найти скорость, воспользуемся формулой для кинетической энергии:

Кинетическая энергия = (масса * скорость²) / 2

50,56 Дж = (1 кг * скорость²) / 2

Раскрывая скобки и переставляя элементы, получаем:

50,56 Дж * 2 = 1 кг * скорость²

101,12 Дж = скорость²

скорость² = 101,12 Дж

скорость = √101,12 Дж ≈ 10,06 м/с

Таким образом, импульс тела на высоте h=4,9 м равен:

Импульс = масса * скорость = 1 кг * 10,06 м/с ≈ 10,06 кг*м/с

Это решение имеет иллюстративные намерения и приводит подробное объяснение каждого шага. Рисунок, помогающий визуализировать ситуацию, может быть добавлен в рамках учебного материала.