Умова задачі:
М'яч масою 0,15 кг вдаряється об гладку стінку під кутом 30 ° до неї і відскакує без втрати швидкості. Знайти середню силу, діючу на м'яч з боку стінки, якщо швидкість м'яча 10 м / с, а тривалість удару 0,1 с.
Завдання №2.1.37 з «Збірника завдань для підготовки до вступних іспитів з фізики УГНТУ»
\ (M = 0,15 \) кг, \ (\ alpha = 30 ^ \ circ \), \ (\ upsilon = 10 \) м / с, \ (\ Delta t = 0,1 \) с, \ ( F -? \)
Рішення завдання:
У цій формулі \ (\ Delta p \) - це зміна імпульсу м'яча внаслідок удару об стінку, \ (\ Delta t \) - відоме з умови час взаємодії.
Знайдемо зміна імпульсу м'яча. На малюнку зображені моменти безпосередньо перед ударом і відразу після удару. Так як втрат швидкості немає, то удар вважається абсолютно пружним, тому м'яч відскочить під тим же кутом. Проектуємо швидкість м'яча перед ударом і після удару на осі \ (x \) і \ (y \).
Видно, що по осі \ (y \) проекції швидкості \ (\ upsilon_y \) рівні до і після удару \ (\ upsilon \ cos \ alpha \), тому зміни імпульсу м'яча в цьому напрямку не було, а значить, в цьому напрямку і не діє сила.
По осі \ (x \) модуль зміни імпульсу складе (дивись нижню частину схеми):
\ [\ Delta p = 2m = 2m \ upsilon \ sin \ alpha \; \; \; \; (2) \]
Підставами (2) в (1), отримаємо рішення задачі в загальному вигляді.
Підставляємо дані завдання в цю формулу, вважаємо чисельний відповідь.
Відповідь: 15 Н.
Якщо Вам сподобалася завдання і її рішення, то Ви можете поділитися нею з друзями за допомогою цих кнопок.