Камень массой 10 кг падает с высоты 80 м. Какой будет импульс камня в момент удара о землю?

Физика 8 класс Импульс и закон сохранения импульса импульс камня физика 8 класс падение с высоты масса камня расчет импульса влияние высоты на импульс Новый

Чтобы найти импульс камня в момент удара о землю, нам нужно сначала определить его скорость в этот момент. Для этого мы воспользуемся законом сохранения энергии и формулой для свободного падения.

Шаг 1: Найдем скорость камня перед ударом о землю.

Когда камень падает, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую. Потенциальная энергия (PE) на высоте h может быть рассчитана по формуле:

• PE = m * g * h

где:

• m - масса камня (10 кг),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²),
• h - высота (80 м).

Подставим значения:

• PE = 10 кг * 9.81 м/с² * 80 м = 7848 Дж.

Теперь, используя закон сохранения энергии, мы знаем, что вся потенциальная энергия превратится в кинетическую (KE) в момент удара:

• KE = 1/2 * m * v².

Где v - скорость камня перед ударом о землю. Уравнение можно записать так:

• m * g * h = 1/2 * m * v².

Сократим массу m с обеих сторон уравнения:

• g * h = 1/2 * v².

Теперь выразим скорость v:

• v² = 2 * g * h.
• v = √(2 * g * h).

Подставим значения:

• v = √(2 * 9.81 м/с² * 80 м) = √(1569.6) ≈ 39.6 м/с.

Шаг 2: Найдем импульс камня в момент удара.

Импульс (p) определяется как произведение массы на скорость:

• p = m * v.

Подставим значения:

• p = 10 кг * 39.6 м/с = 396 кг·м/с.

Ответ: Импульс камня в момент удара о землю составит 396 кг·м/с.