Гениусы по физике, спасайте!) (9 класс)

Теннисный шарик массой m=2,5 г летит горизонтально со скоростью v=16 м/с и ударяется о наклоненную подвижную ракетку. После упругого удара шарик отскакивает вверх под углом a = 60 градусов к прежнему направлению. Каков модуль изменения импульса шарика при ударе?

Помогите, пожалуйста, сижу и недоумеваю =)

Физика 9 класс Импульс и закон сохранения импульса физика 9 класс импульс упругий удар изменение импульса наклоненная ракетка теннисный шарик угол 60 градусов горизонтальная скорость Новый

Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом. Нам нужно найти модуль изменения импульса теннисного шарика после удара о ракетку.

Шаг 1: Определяем начальный импульс шарика.

Импульс (P) определяется как произведение массы (m) на скорость (v). В нашем случае:

• масса шарика m = 2,5 г = 0,0025 кг (переводим в килограммы);
• начальная скорость шарика v = 16 м/с.

Таким образом, начальный импульс шарика будет:

P1 = m * v = 0,0025 кг * 16 м/с = 0,04 кг·м/с.

Шаг 2: Определяем конечный импульс шарика после удара.

После удара шарик отскакивает под углом a = 60 градусов. Мы можем разложить его скорость на компоненты. Для этого нам нужно знать скорость шарика после удара. Так как в задаче не указана скорость после удара, предположим, что она осталась равной 16 м/с (в реальной ситуации она может измениться, но для упрощения примем это значение).

Теперь разложим скорость на компоненты:

• Компонента по горизонтали (vx2): vx2 = v * cos(a) = 16 * cos(60°) = 16 * 0,5 = 8 м/с;
• Компонента по вертикали (vy2): vy2 = v * sin(a) = 16 * sin(60°) = 16 * (√3/2) ≈ 16 * 0,866 = 13,86 м/с.

Теперь найдем конечный импульс шарика:

P2 = m * v' = m * (vx2, vy2) = m * (8, 13,86) = (0,0025 кг) * (8, 13,86) = (0,02, 0,03465) кг·м/с.

Шаг 3: Находим изменение импульса.

Изменение импульса (ΔP) можно найти как разность конечного и начального импульсов:

ΔP = P2 - P1.

Теперь подставим значения:

• Начальный импульс P1 = (0,04, 0) кг·м/с;
• Конечний импульс P2 = (0,02, 0,03465) кг·м/с.

Теперь вычтем:

• ΔPx = 0,02 - 0,04 = -0,02 кг·м/с;
• ΔPy = 0,03465 - 0 = 0,03465 кг·м/с.

Шаг 4: Находим модуль изменения импульса.

Модуль изменения импульса можно найти по формуле:

|ΔP| = √(ΔPx² + ΔPy²).

Теперь подставим значения:

|ΔP| = √((-0,02)² + (0,03465)²) = √(0,0004 + 0,0012) ≈ √0,0016 ≈ 0,04 кг·м/с.

Ответ: Модуль изменения импульса теннисного шарика при ударе составляет примерно 0,04 кг·м/с.