Какой импульс получает стенка, когда шар массой 0,15 кг со скоростью 10 м/с сталкивается с гладкой неподвижной стенкой

Parovoz

16

У нас есть шар массой 0,15 кг, который движется со скоростью 10 м/с и сталкивается с гладкой неподвижной стенкой. Скорость шара направлена под углом 60° к плоскости стенки.

Чтобы найти импульс, который получает стенка, мы можем воспользоваться законом сохранения импульса. Закон сохранения импульса гласит, что сумма импульсов до и после столкновения должна оставаться постоянной.

Импульс вычисляется как произведение массы и скорости: импульс = масса × скорость.

Для начала, нам нужно разложить вектор скорости шара на две составляющие – горизонтальную и вертикальную. Поскольку скорость направлена под углом 60° к плоскости стенки, горизонтальная составляющая будет равна 10 м/с × cos(60°), а вертикальная составляющая – 10 м/с × sin(60°).

Горизонтальная составляющая скорости шара перед столкновением будет равна:
10 м/с × cos(60°) = 10 м/с × 0,5 = 5 м/с.

Теперь мы можем найти импульс, который получит стенка. Поскольку стена неподвижна, ее скорость равна нулю. Импульс шара после столкновения будет равен массе шара умноженной на скорость шара после столкновения.

Для решения этой задачи, нам нужно найти только горизонтальную составляющую импульса, поскольку стена неподвижна. Так что нам нужно найти горизонтальную составляющую скорости шара после столкновения.

Поскольку стена гладкая, отскок шара будет происходить без потери энергии. Это означает, что горизонтальная составляющая скорости шара после столкновения будет равна горизонтальной составляющей скорости шара перед столкновением.

Таким образом, импульс, который получает стена, будет равен произведению массы шара и его горизонтальной скорости до столкновения.

Импульс = Масса × Горизонтальная скорость.

Используя полученные значения, имеем:

Импульс = 0,15 кг × 5 м/с = 0,75 кг·м/с.

Таким образом, стенка получит импульс равный 0,75 кг·м/с при данном столкновении.