Мяч массой 100 г, брошенный перпендикулярно стене со скоростью 10 м/с, отскакивает от нее с той же по модулю скоростью. Определите ускорение и среднюю силу торможения мяча, если мяч находился в контакте со стеной в течение 1 мс.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законами сохранения энергии.
Из условия задачи известно, что у мяча была кинетическая энергия перед ударом о стену, равная (E_1 = \frac{1}{2} m v^2), где (m = 0.1) кг - масса мяча, (v = 10) м/с - начальная скорость.

После удара о стену мяч отскакивает с той же по модулю скоростью, поэтому его кинетическая энергия после удара равна (E_2 = \frac{1}{2} m v^2), где (v) - скорость мяча после отскока.

Согласно закону сохранения энергии, (E_1 = E_2), поэтому:
[
\frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} m v^2
]
[m v^2 = m v^2]
[v = v]

Получается, что скорость мяча не изменилась после удара о стену. Следовательно, ускорение мяча равно нулю.

Теперь найдем силу торможения. По второму закону Ньютона сила торможения равна изменению импульса за время взаимодействия, то есть:
[F = \frac{\Delta p}{\Delta t}]

Известно, что начальный импульс (p_1 = m v_1) и конечный импульс (p_2 = m v_2). Тогда изменение импульса будет равно:
[\Delta p = p_2 - p_1 = m v - m v = 0]

Таким образом, средняя сила торможения мяча также равна нулю.