Мяч массой 500г, летевший со скоростью 50 м/с, ударяется о стенку и отскакивает от неё. Стенка получает импульс Р= 4,4 кг*м/с.
Определить угол, под которым двигался мяч к стенке, и силу удара мяча, если продолжительность удара Δt= 0,02 с

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения импульса. Импульс до удара равен импульсу после удара:

mv = mv' + Р

где m - масса мяча, v - скорость мяча до удара, v' - скорость мяча после удара.

500 50 = 500 v' + 4.4

25000 = 500*v' + 4.4

49595.6 = 500*v'

v' = 99.1 м/с

Из геометрии столкновения можно определить угол α, под которым двигался мяч к стенке:

tgα = v' / v

tgα = 99.1 / 50

tgα = 1.982

α ≈ 63.1°

Теперь найдем силу удара мяча. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:

F * Δt = Δp

где F - сила удара, Δt - продолжительность удара, Δp - изменение импульса.

F * 0.02 = 4.4

F = 4.4 / 0.02

F = 220 Н

Итак, угол, под которым двигался мяч к стенке, составляет примерно 63.1°, а сила удара мяча равна 220 Н.