Какой модуль импульса будет у камня массой 40 г, который брошен под углом 60° к горизонту, если его начальная кинетическая энергия составляет 2 Дж, и сопротивление воздуха можно не учитывать, в верхней точке траектории его движения?

Физика 7 класс Импульс и кинетическая энергия модуль импульса камень масса 40 г угол 60° кинетическая энергия 2 Дж сопротивление воздуха верхняя точка траектории Новый

Чтобы найти модуль импульса камня в верхней точке его траектории, нам нужно использовать известные физические формулы и данные задачи. Давайте разберем шаги решения:

Шаг 1: Найдем скорость камня на момент броска.

Известно, что кинетическая энергия (К) определяется формулой:

K = (m * v^2) / 2,

где:

• m - масса тела (в кг),
• v - скорость тела (в м/с).

В данной задаче:

• К = 2 Дж,
• m = 40 г = 0.04 кг.

Теперь подставим известные значения в формулу и найдем скорость v:

2 = (0.04 * v^2) / 2.

Умножим обе стороны уравнения на 2:

4 = 0.04 * v^2.

Теперь разделим обе стороны на 0.04:

v^2 = 4 / 0.04 = 100.

Теперь извлечем корень из обеих сторон:

v = √100 = 10 м/с.

Шаг 2: Найдем вертикальную и горизонтальную составляющие скорости.

Камень брошен под углом 60°, поэтому мы можем найти горизонтальную (Vx) и вертикальную (Vy) составляющие скорости:

• Vx = v * cos(60°),
• Vy = v * sin(60°).

Подставим значение скорости:

• Vx = 10 * cos(60°) = 10 * 0.5 = 5 м/с,
• Vy = 10 * sin(60°) = 10 * (√3/2) ≈ 8.66 м/с.

В верхней точке траектории вертикальная составляющая скорости (Vy) будет равна 0, так как в этот момент камень останавливается в вертикальном движении. Однако горизонтальная составляющая (Vx) останется равной 5 м/с.

Шаг 3: Найдем импульс.

Импульс (p) определяется как произведение массы на скорость:

p = m * v.

В верхней точке траектории мы будем использовать только горизонтальную составляющую скорости:

p = m * Vx = 0.04 кг * 5 м/с = 0.2 кг·м/с.

Ответ:

Модуль импульса камня в верхней точке траектории составляет 0.2 кг·м/с.