Задача по физике С высоты 1 этажа дома 3м падает шар массой 30г., после удара об бетонный пол шар подскочил на 0,5 метра. Определить: изменения импульса шара
(с объяснением откуда и что взялось, расшифровка величин и т.д)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Изменение импульса можно вычислить как разность импульса до удара и после удара.

Импульс до удара:
P1 = m * v1

Импульс после удара:
P2 = m * v2

Из условия задачи известно, что масса шара m = 30 г = 0,03 кг, начальная скорость шара до удара v1 = 0 (шар падает с высоты, скорость перед ударом не учитываем), а после удара шар отскочил на высоту h = 0,5 м.

Чтобы найти скорость шара после удара v2, воспользуемся законом сохранения механической энергии. Изначально у шара была потенциальная энергия, которая при падении переходит в кинетическую энергию, а при отскоке опять в потенциальную.

На высоте h потенциальная энергия шара равна потенциальной энергии шара на высоте 0, и потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию (переписываем уравнение для потенциальной и кинетической энергии).

mgh = 1/2mv2^2

где m - масса шара, g - ускорение свободного падения (принимаем за 10 м/с^2), h - высота падения, v2 - скорость шара после удара.

0,03 10 0,5 = 1/2 0,03 v2^2

0,15 = 0,015v2^2

10 = v2^2

v2 = √10 ≈ 3,16 м/с

Теперь можем вычислить импульс до и после удара:

P1 = 0,03 0 = 0 кг м/с = 0 Нс
P2 = 0,03 3,16 ≈ 0,0948 кг м/с ≈ 0,095 Нс

Изменение импульса шара:
ΔP = P2 - P1 = 0,095 Нс

Таким образом, изменение импульса шара составляет примерно 0,095 Нс.