Какое изменение импульса произошло у шарика при ударе, если пластмассовый шарик массой 60 г, падая с некоторой высоты

Летучая

4

Для ответа на этот вопрос, нам нужно применить законы сохранения импульса и энергии.

Закон сохранения импульса гласит, что сумма начальных импульсов тел до столкновения равна сумме конечных импульсов тел после столкновения. В данной задаче, мы имеем только одно тело - шарик, который падает и отскакивает.

Масса шарика $m=60г=0.06кг$
Начальная скорость шарика $v_1=4м/с$ (вниз)
Отскочившая скорость шарика $v_2$

Для начала, найдем начальный импульс шарика перед ударом:
$p_1=m\cdot v_1$

Теперь, применяя закон сохранения импульса, можем сказать, что сумма начального и конечного импульсов равна нулю, так как шарик движется прямо вниз, а потом отскакивает:

$p_1+p_2=0$

$m\cdot v_1+m\cdot v_2=0$

Теперь найдем скорость шарика после удара:
$v_2=-\frac{m\cdot v_1}{m}=-v_1$

Ответ: Импульс шарика изменился на $-\frac{m\cdot v_1}{m}$, или, в данном случае, равен $-v_1$.

Обоснование: При ударе шарика о опору, он отскакивает, меняя направление движения, но сохраняя свою скорость. Знак минус перед скоростью $v_1$ указывает на изменение направления движения. Таким образом, импульс шарика меняет свое значение на противоположное, но остается с той же абсолютной величиной. В системе СИ, импульс измеряется в килограмм-метрах в секунду (кг·м/с), поэтому значение импульса шарика будет равно $-4кг·м/с$.

Надеюсь, это пошаговое решение помогло разобраться в задаче! Если у Вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.