Вопрос школьника
На рисунке 34 приведён график зависимости скорости велосипедиста от времени. Как изменился модуль импульса велосипедиста за первые 4 с?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо знать определение импульса и его связь со скоростью и массой тела. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость:
p = m * v
где p — импульс тела, m — его масса, v — скорость.
Из графика зависимости скорости велосипедиста от времени можно определить, что скорость велосипедиста увеличивается в течение первых 4 секунд, затем остается постоянной. Для определения изменения импульса велосипедиста за первые 4 секунд необходимо знать его массу.
Пусть масса велосипедиста равна 70 кг. Тогда, используя формулу для импульса, можно определить его значение в начале и через 4 секунды:
p1 = m * v1 = 70 кг * 0 м/с = 0 кг*м/с
p2 = m * v2 = 70 кг * 10 м/с = 700 кг*м/с
где p1 — импульс велосипедиста в начале движения, v1 — его скорость в начале движения (равна 0 м/с), p2 — импульс велосипедиста через 4 секунды, v2 — его скорость через 4 секунды (равна 10 м/с).
Изменение импульса велосипедиста за первые 4 секунд равно разности между его импульсом в конце и в начале движения:
Δp = p2 — p1 = 700 кг*м/с — 0 кг*м/с = 700 кг*м/с
Таким образом, модуль импульса велосипедиста за первые 4 секунд увеличился на 700 кг*м/с.
