на рисунке видно, как хоккеист готовится к удару по шайбе массой 0,16 кг. Прямо перед ударом скорость шайбы составляет

  • 36
на рисунке видно, как хоккеист готовится к удару по шайбе массой 0,16 кг. Прямо перед ударом скорость шайбы составляет 35 м/с. Рассчитайте импульс шайбы.
а) В результате ошибки был нанесен удар (i) Объясните, почему импульс шайбы имеет отрицательное значение, когда она движется в обратном направлении (ii) После удара скорость шайбы в полностью противоположном направлении составляет 30 м/с, а удар длится 0,25 с. Рассчитайте силу, которую оказывают на шайбу во время удара.
Magiya_Zvezd
67
Для начала рассчитаем импульс шайбы. Импульс p определяется как произведение массы m на скорость v:

p=mv

В данной задаче масса шайбы равна 0,16 кг, а её скорость перед ударом составляет 35 м/с. Подставим эти значения в формулу:

p=0,16кг35м/с=5,6кг м/с

Теперь перейдём к первому вопросу (i). Когда шайба движется в обратном направлении, её скорость принимает отрицательное значение. Согласно формуле для импульса, если скорость отрицательна, то импульс также будет отрицательным. Импульс направлен в сторону движения объекта. В данном случае, шайба движется в противоположном направлении от начального состояния, поэтому её импульс будет отрицательным.

Теперь перейдём ко второму вопросу (ii). После удара, скорость шайбы составляет 30 м/с в полностью противоположном направлении. Из этой информации мы можем определить изменение скорости Δv и время удара Δt. Используя формулу

Δv=конечная скоростьначальная скорость

мы получим

Δv=30м/с(35м/с)=65м/с

Удар длится 0,25 секунды, поэтому Δt=0,25 с.

Так как сила F определяется как изменение импульса Δp за промежуток времени Δt по формуле

F=ΔpΔt

мы можем рассчитать силу, которую оказывают на шайбу во время удара:

F=mΔvΔt=0,16кг65м/с0,25с=41,6Н

Таким образом, сила, которую оказывают на шайбу во время удара, составляет 41,6 Н.