Сколько изменится импульс пластикового шарика при отскоке после удара об опору, если его масса составляет 60

Чупа

25

Хорошо, рассмотрим эту задачу подробно. Для начала нам понадобятся основные понятия из физики, чтобы понять, как рассчитать изменение импульса.

Импульс - это физическая величина, которая характеризует количество движения объекта. Он рассчитывается как произведение массы объекта на его скорость: \(Импульс = масса \times скорость\).

В данной задаче у нас есть пластиковый шарик, масса которого равна 60 г (чтобы рассчитать в килограммах, нам нужно поделить на 1000: \(60 г = 0.06 кг\)), и перед ударом он имеет скорость 4 м/с.

После удара шарик отскакивает от опоры. Вопрос состоит в том, насколько изменится его импульс. Чтобы это рассчитать, нам нужно знать, как изменяется скорость шарика после удара.

В данной задаче мы предполагаем, что во время удара нет других сил, кроме силы, приложенной шариком к опоре, и силы, которую опора прилагает к шарику (силы трения не учитываем).

При ударе шарика о опору происходит обратное действие сил, что приводит к обратному отталкиванию, то есть отскоку шарика. В данной задаче предполагается, что отскок происходит без потери энергии.

Таким образом, чтобы рассчитать изменение импульса, нужно найти разницу между импульсом до удара и импульсом после удара.

Импульс до удара вычисляется как произведение массы шарика на его скорость: \(Импульс_{до} = масса \times скорость_{до}\).

Импульс после удара можно рассчитать также, учитывая, что частицы взаимодействуют с одинаковой силой: \(Импульс_{после} = -масса \times скорость_{после}\), где знак "минус" указывает на противоположное направление скорости.

Изменение импульса будет равно разности между импульсом до и после удара: \(Изменение \, импульса = Импульс_{после} - Импульс_{до}\).

Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, мы можем рассчитать изменение импульса шарика.

\(Импульс_{до} = масса \times скорость_{до} = 0.06 \, кг \times 4 \, м/с = 0.24 \, кг \cdot м/с\)

\(Импульс_{после} = -масса \times скорость_{после} = -0.06 \, кг \times скорость_{после}\)

Так как шарик отскакивает, мы предполагаем, что его скорость после удара имеет ту же абсолютную величину, но противоположное направление: \(скорость_{после} = -скорость_{до}\).

\(Импульс_{после} = -0.06 \, кг \times (-4 \, м/с) = 0.24 \, кг \cdot м/с\)

Теперь можем рассчитать изменение импульса:

\(Изменение \, импульса = Импульс_{после} - Импульс_{до} = 0.24 \, кг \cdot м/с - 0.24 \, кг \cdot м/с = 0 \, кг \cdot м/с\)

Таким образом, изменение импульса пластикового шарика при отскоке после удара о опору равно нулю. Это означает, что общий импульс системы остается неизменным в данном случае.