На рисунке изображен хоккеист, который собирается ударить клюшкой по шайбе массой 0,18 кг. Непосредственно перед ударом шайба движется со скоростью 38 м/с.

1. Вычислите импульс шайбы.
2. По шайбе ударили.
   • Объясните, почему, когда шайба движется в обратном направлении, ее импульс имеет отрицательное значение.
   • После удара скорость шайбы в направлении, точно противоположном ее первоначальному направлению, равна 25 м/с. Удар длился 0,025 с. Вычислите результирующую силу, которую оказывает клюшка на шайбу во время удара.

Физика 8 класс Импульс и закон сохранения импульса импульс физика 8 класс хоккеист шайба масса скорость расчет импульса отрицательный импульс результирующая сила удар время удара изменение скорости направление движения закон сохранения импульса Новый

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Вычислим импульс шайбы перед ударом.

Импульс (P) объекта можно вычислить по формуле:

P = m * v

где:

• m - масса объекта (в нашем случае шайбы),
• v - скорость объекта.

В данном случае масса шайбы равна 0,18 кг, а скорость перед ударом - 38 м/с.

Подставляем значения:

P = 0,18 кг * 38 м/с = 6,84 кг·м/с.

Таким образом, импульс шайбы перед ударом равен 6,84 кг·м/с.

2. Почему импульс шайбы в обратном направлении имеет отрицательное значение?

Импульс - это векторная величина, что означает, что он имеет направление. Если шайба движется в одном направлении, ее импульс положителен. Когда шайба движется в противоположном направлении, мы можем считать это направление отрицательным. Таким образом, если скорость шайбы меняется на противоположную, то и импульс будет отрицательным. Это позволяет нам учитывать направление движения в расчетах.

3. Вычислим результирующую силу, которую оказывает клюшка на шайбу во время удара.

Для вычисления силы, действующей на шайбу, мы можем использовать второй закон Ньютона, который связывает силу, изменение импульса и время:

F = ΔP / Δt

где:

• F - сила,
• ΔP - изменение импульса,
• Δt - время удара.

Сначала найдем изменение импульса (ΔP). Импульс после удара можно вычислить так же, как и до удара:

Импульс после удара:

P' = m * v' = 0,18 кг * (-25 м/с) = -4,5 кг·м/с.

Здесь мы ставим знак минус, так как скорость направлена в противоположную сторону.

Теперь найдем изменение импульса:

ΔP = P' - P = -4,5 кг·м/с - 6,84 кг·м/с = -11,34 кг·м/с.

Теперь подставим значения в формулу для силы:

Δt = 0,025 с.

F = ΔP / Δt = -11,34 кг·м/с / 0,025 с = -453,6 Н.

Таким образом, результирующая сила, которую оказывает клюшка на шайбу во время удара, равна -453,6 Н. Знак минус указывает на то, что сила направлена в сторону, противоположную движению шайбы перед ударом.