Очень Тело движется прямолинейно под действием постоянной силы, направленной вдоль этой прямой, за 5 с импульс тела увеличился от 10 кг•м/с до 50 кг•м/с. Чему равен модуль силы (ответ в Н)?
2)С неподвижной лодки массой 40 кг на берег прыгнул мальчик массой 40 кг со скоростью 1м/с, направленной горизонтально. Чему равен модуль скорости лодки относительно берега (ответ в м/с)?
3)Под действием постоянной силы 60 Н тело движется по прямой, импульс тела за это время уменьшился от 200 кг•м/с до 80 кг•м/с. Сколько секунд для этого потребовалось (ответ в секундах)?
4)С тележки массой 210 кг, движущейся горизонтально со скоростью 2 м/с, против направления её движения прыгает человек массой 70 кг. Какова скорость человека в момент прыжка, если скорость тележки стала равной 4 м/с (ответ в м/с)?
Мы знаем, что импульс тела изменился на 40 кг•м/с за 5 с (от 10 кг•м/с до 50 кг•м/с). Можем подставить известные значения в формулу: Δp = FΔt.
40 кг•м/с = F * 5 с.
Теперь найдем значение силы F:
40 кг•м/с = F * 5 с,
F = 40 кг•м/с / 5 с,
F = 8 Н.
Ответ: модуль силы равен 8 Н.
2) Здесь можно воспользоваться законом сохранения импульса. Импульс системы до прыжка должен быть равным импульсу системы после прыжка.
Импульс системы до прыжка: 40 кг * 0 м/с (лодка в покое) + 40 кг * 1 м/с (мальчик) = 40 кг•м/с.
Импульс системы после прыжка: M * V, где M - масса лодки, V - скорость лодки относительно берега.
Из сохранения импульса: 40 кг•м/с = (40 кг + M) * V.
Мы знаем, что M = 40 кг и V = ? Можем подставить известные значения в формулу и решить уравнение:
40 кг•м/с = (40 кг + 40 кг) * V,
40 кг•м/с = 80 кг * V,
V = 40 кг•м/с / 80 кг,
V = 0.5 м/с.
Ответ: модуль скорости лодки относительно берега равен 0.5 м/с.
3) Снова воспользуемся законом изменения количества движения: Δp = FΔt.
Мы знаем, что импульс тела уменьшился на 120 кг•м/с за неизвестное время Δt (от 200 кг•м/с до 80 кг•м/с). Можем подставить известные значения в формулу: Δp = FΔt.
120 кг•м/с = 60 Н * Δt.
Теперь найдем значение времени Δt:
120 кг•м/с = 60 Н * Δt,
Δt = 120 кг•м/с / 60 Н,
Δt = 2 секунды.
Ответ: для уменьшения импульса телу потребовалось 2 секунды.
4) Воспользуемся законом сохранения импульса.
Импульс системы до прыжка: 210 кг * 2 м/с (масса тележки * скорость тележки) + 70 кг * 0 м/с (человек в покое) = 420 кг•м/с.
Импульс системы после прыжка: (210 кг + 70 кг) * 4 м/с (масса системы после прыжка * скорость системы после прыжка).
Из сохранения импульса: 420 кг•м/с = 280 кг * V.
Мы знаем, что V = ? Можем подставить известные значения в формулу и решить уравнение:
420 кг•м/с = 280 кг * V,
V = 420 кг•м/с / 280 кг,
V = 1.5 м/с.
Ответ: скорость человека в момент прыжка равна 1.5 м/с.