Какой измеренный суммарный импульс тел после удара, когда тело массой 0,2 кг со скоростью 40 см/с сталкивается с неподвижным телом массой 2m, и после удара они разлетаются? Ответ в кг·м/с.
Пошаговый ответ:
Инструкция: Импульс — это физическая величина, которая определяется как произведение массы тела на его скорость. Импульс можно измерить в единицах кг·м/с. При столкновении двух тел, суммарный импульс до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения.
При решении данной задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Разложим задачу на два этапа:
1. Рассмотрим столкновение двух тел. У нас есть тело массой 0,2 кг, которое сталкивается с неподвижным телом массой 2m (эта масса обозначена как 2m для удобства). Перед столкновением у первого тела была скорость 40 см/с.
Мы можем использовать формулу импульса:
Импульс = масса × скорость
Импульс первого тела до столкновения = 0,2 кг × 40 см/с = 8 кг·см/с
2. После столкновения тела разлетаются. Мы знаем, что суммарный импульс после столкновения равен сумме импульсов каждого тела после столкновения.
Пусть импульс первого тела после столкновения равен P1, а импульс второго тела после столкновения равен P2.
Суммарный импульс после столкновения = P1 + P2
Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс после столкновения должен быть равен импульсу первого тела до столкновения:
Суммарный импульс после столкновения = Импульс первого тела до столкновения
P1 + P2 = 8 кг·см/с
Теперь мы должны выразить импульс второго тела P2 через массу 2m:
P2 = 8 кг·см/с — P1
Пример использования: Пусть импульс первого тела после столкновения равен 5 кг·см/с. Чтобы найти импульс второго тела после столкновения, мы подставляем значение P1 в формулу P2 = 8 кг·см/с — P1:
P2 = 8 кг·см/с — 5 кг·см/с = 3 кг·см/с
Совет: Для лучшего понимания концепции импульса и сохранения импульса рекомендуется проработать дополнительные примеры задач, ознакомиться с теоретическим материалом о законе сохранения импульса и решить больше практических задач по этой теме.
Задание для закрепления: При столкновении двух тел с массами 0,5 кг и 1,5 кг соответственно, первое тело имеет скорость 10 м/с, второе — скорость 5 м/с. Какой будет суммарный импульс после столкновения? Ответ в кг·м/с.