Вопрос: Теннисист бьёт ракеткой, летящий к нему мяч, массой 0,16 кг. Мяч удаляется от ракетки со скоростью 25 м/с и отстаёт от неё с такой же скоростью, двигаясь по той же траектории. Время взаимодействия мяча и ракетки составляет 0,0030 с. Какое изменение импульса теннисного мяча? Какова сила, с которой мяч действовал на ракетку?

Физика 8 класс Импульс и закон сохранения импульса физика 8 класс теннисист мяч ракетка масса скорость изменение импульса сила взаимодействие импульс время взаимодействия механика Движение физические величины задача по физике Новый

Ответ:

Для нахождения изменения импульса теннисного мяча, сначала нужно понять, что импульс определяется как произведение массы на скорость. В данном случае у нас есть мяч массой 0,16 кг, который летит к теннисисту. Когда он сталкивается с ракеткой, его скорость изменяется на противоположную.

Давайте обозначим:

• m - масса мяча = 0,16 кг;
• V - скорость мяча после удара = 25 м/с.

Импульс мяча до удара (p1) можно вычислить как:

p1 = m * (-V) = 0,16 кг * (-25 м/с) = -4 кг·м/с (минус, потому что мяч движется к теннисисту).

Импульс мяча после удара (p2) будет:

p2 = m * V = 0,16 кг * 25 м/с = 4 кг·м/с (плюс, потому что теперь мяч движется от теннисиста).

Теперь найдем изменение импульса (Δp):

Δp = p2 - p1 = 4 кг·м/с - (-4 кг·м/с) = 4 кг·м/с + 4 кг·м/с = 8 кг·м/с.

Теперь перейдем к определению силы, с которой мяч действовал на ракетку. Мы знаем, что сила (F) связана с изменением импульса и временем взаимодействия (Δt) следующим образом:

F * Δt = Δp.

Подставим наши значения:

• Δp = 8 кг·м/с;
• Δt = 0,0030 с.

Теперь выразим силу:

F = Δp / Δt = 8 кг·м/с / 0,0030 с ≈ 2670 Н.

Таким образом, изменение импульса теннисного мяча составляет 8 кг·м/с, а сила, с которой мяч действовал на ракетку, примерно равна 2670 Н.