Какое изменение импульса испытывает падающий вертикально шарик массой 200 г, если он ударился о пол со скоростью 5 м/с и подпрыгнул на высоту 8 см?

Физика 8 класс Импульс и закон сохранения импульса изменение импульса падающий шарик масса 200 г удар о пол скорость 5 м/с подпрыгнул высота 8 см физика 8 класс импульс законы физики механика движение объектов энергия удара расчет импульса Новый

Чтобы найти изменение импульса шарика, нам нужно определить его импульс до и после удара о пол и затем вычислить разницу между этими значениями.

Импульс (p) определяется как произведение массы (m) на скорость (v):

p = m * v

Давайте разберем задачу по шагам:

1. Переведем массу шарика в килограммы. Поскольку 1 кг = 1000 г, то 200 г = 0.2 кг.
2. Найдем импульс шарика перед ударом. Скорость падения равна 5 м/с, поэтому:
• Импульс до удара: p1 = 0.2 кг * 5 м/с = 1 кг*м/с (направлен вниз).
3. Теперь найдем скорость, с которой шарик подпрыгнул после удара. Для этого используем закон сохранения энергии. Потенциальная энергия на высоте 8 см (0.08 м) равна кинетической энергии после удара:
• m * g * h = 0.5 * m * v², где g = 9.8 м/с² (ускорение свободного падения).
• 0.2 кг * 9.8 м/с² * 0.08 м = 0.5 * 0.2 кг * v².
• 1.568 = 0.1 * v².
• v² = 1.568 / 0.1 = 15.68.
• v = √15.68 ≈ 3.96 м/с.
4. Теперь найдем импульс шарика после удара. Скорость вверх равна 3.96 м/с, поэтому:
• Импульс после удара: p2 = 0.2 кг * 3.96 м/с ≈ 0.792 кг*м/с (направлен вверх).
5. Изменение импульса (Δp) равно разности импульсов после и до удара. Поскольку импульс до удара был направлен вниз, а после удара вверх, то изменение импульса будет:
• Δp = p2 - (-p1) = 0.792 + 1 = 1.792 кг*м/с.

Таким образом, изменение импульса шарика составляет 1.792 кг*м/с.