Яка була сила, що діяла на стіну під час зіткнення зі свинцевою кулькою масою 10 г, яка рухалась зі швидкістю 5

Филипп

65

Хорошо, давайте начнем с анализа данной задачи.

У нас есть свинцовая кулька массой 10 г, которая движется со скоростью 5 м/с и останавливается после удара о стену. Нам нужно найти силу, которая действовала на стену во время столкновения.

Для решения этой задачи мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит: сила равна изменению импульса со временем. Импульс (p) представляет собой произведение массы (m) на скорость (v).

\[
p = m \cdot v
\]

Известно, что кулька двигалась со скоростью 5 м/с и массой 10 г (или 0.01 кг), поэтому ее импульс перед ударом равен:

\[
p_1 = 0.01 \, \text{кг} \times 5 \, \text{м/с} = 0.05 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
\]

После удара кулька останавливается, что означает, что ее скорость после удара (v2) равна нулю. Таким образом, ее импульс после удара (p2) также будет равен нулю:

\[
p_2 = 0 \, \text{кг} \cdot 0 \, \text{м/с} = 0 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
\]

Изменение импульса (dp) будет разностью между импульсами до и после удара:

\[
\Delta p = p_2 - p_1 = 0 - (0.05 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}) = -0.05 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
\]

Согласно второму закону Ньютона, сила (F) равна изменению импульса со временем:

\[
F = \frac{\Delta p}{\Delta t}
\]

В данном случае требуется найти силу во время столкновения, поэтому нам также известно время удара (\(dt\)), которое составляет 0,02 секунды.

Теперь мы можем выразить силу для данной задачи:

\[
F = \frac{-0.05 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{0.02 \, \text{с}} = -2.5 \, \text{Н}
\]

Ответ: Сила, действующая на стену во время столкновения с свинцовой кулькой массой 10 г и скоростью 5 м/с и продолжительностью столкновения 0,02 с, равна -2,5 Н (отрицательное значение означает, что сила направлена в противоположную сторону от стены).