Тело брошено под углом к горизонту. За t = 5 с полета модуль изменения импульса тела равен = 200 кг • м/с. Сопротивление воздуха не учитывать. Принять у равным 10 м/с2.
Масса этого тела равна ... кг.
Другие предметы Колледж Законы сохранения импульса физические основы механики колледж тело брошено под углом изменение импульса сопротивление воздуха масса тела физика механика расчет массы угловой бросок
Для решения задачи нам нужно использовать закон сохранения импульса и формулы, связанные с движением тела, брошенного под углом к горизонту.
Шаг 1: Определим, что такое импульс.
Импульс тела (P) равен произведению массы (m) на скорость (v) тела:
P = m * v
Шаг 2: Определим изменение импульса.
Изменение импульса (ΔP) равно разности конечного импульса и начального импульса:
ΔP = P_final - P_initial
По условию задачи, модуль изменения импульса равен 200 кг • м/с.
Шаг 3: Найдем скорость тела в момент времени t = 5 с.
Тело, брошенное под углом, имеет вертикальную и горизонтальную составляющие скорости. Однако для нахождения массы нам достаточно знать общую скорость.
В вертикальном направлении скорость изменяется под действием силы тяжести:
v_y = v_0y - g * t
где v_0y - начальная вертикальная скорость, g - ускорение свободного падения (10 м/с²), t - время (5 с).
Шаг 4: Найдем начальную скорость.
Поскольку мы не знаем начальную скорость, но знаем изменение импульса, мы можем выразить это через массу:
ΔP = m * (v_final - v_initial)
Для простоты, давайте предположим, что начальная скорость была нулевой (в момент броска), тогда:
ΔP = m * v_final
Итак, 200 = m * v_final.
Шаг 5: Найдем скорость v_final.
Для тела, брошенного под углом, конечная скорость может быть найдена как:
v_final = v_0 + g * t
где v_0 - начальная скорость, которую мы будем находить. Однако, чтобы найти массу, мы можем использовать общую формулу:
v_final = sqrt(v_0x^2 + (v_0y - g * t)^2).
Шаг 6: Подставим значения и найдем массу.
Мы знаем, что:
ΔP = 200 = m * v_final.
Но так как v_final мы можем выразить через массу, давайте подставим:
m = 200 / v_final.
Так как у нас нет конкретных значений для начальной скорости, мы не можем решить это уравнение напрямую. Однако, если бы мы знали начальную скорость, то могли бы подставить ее и найти массу.
Шаг 7: Подсчет массы.
Если мы предположим, что начальная скорость v_0 равна, например, 20 м/с (что является произвольным значением для примера), тогда:
v_final = 20 - 10 * 5 = -30 м/с (это лишь для примера).
Тогда:
200 = m * 30.
m = 200 / 30 ≈ 6.67 кг.
Таким образом, подставляя разные значения начальной скорости, мы можем получить разные массы. Для получения точного ответа нужно знать начальную скорость.
Ответ: Масса тела равна m = 200 / v_final, где v_final - конечная скорость, которую необходимо определить. Без начальной скорости точный ответ не может быть найден.