Вопрос школьника
Двигаясь со скоростью 4 м/с, молоток массой 0,5 кг ударяет по гвоздю. Определите среднюю силу удара, если его продолжительность 0,1 с.
Ответ от учителя
Для определения средней силы удара необходимо знать изменение импульса молотка за время удара. Импульс — это произведение массы тела на его скорость.
Изначально молоток двигался со скоростью 4 м/с, а после удара он остановился. Значит, его изменение скорости равно -4 м/с.
Импульс молотка до удара равен:
p1 = m * v1 = 0,5 кг * 4 м/с = 2 кг * м/с
Импульс молотка после удара равен:
p2 = m * v2 = 0,5 кг * 0 м/с = 0 кг * м/с
Изменение импульса молотка за время удара:
Δp = p2 — p1 = -2 кг * м/с
Средняя сила удара равна изменению импульса, деленному на время удара:
F = Δp / t = (-2 кг * м/с) / 0,1 с = -20 Н
Ответ: средняя сила удара молотка по гвоздю равна 20 Н. Обратите внимание, что знак минус означает, что сила направлена в противоположную сторону движения молотка.
