Вопрос школьника
Санки после сообщения им некоторой начальной скорости свободно движутся по шероховатой горизонтальной поверхности. Как изменится модуль импульса санок, если в течении времени τ = 10 с на них действует сила трения о снег, равная FR = 30 Н?
Ответ от учителя
Импульс тела определяется как произведение массы тела на его скорость: p = mv. Поскольку санки движутся по горизонтальной поверхности, то вертикальная составляющая их импульса равна нулю. Следовательно, изменение модуля импульса санок будет зависеть только от изменения их горизонтальной скорости.
Сила трения о снег, действующая на санки, направлена противоположно направлению движения их центра масс. Следовательно, она будет приводить к замедлению санок. Согласно второму закону Ньютона, сила трения равна произведению массы тела на его ускорение: FR = ma. Поскольку сила трения постоянна, то ускорение санок будет постоянным и равным a = FR/m.
За время τ = 10 с санки замедлятся на величину Δv = aτ = FRτ/m = 30*10/м = 300/м. Изменение модуля импульса санок будет равно Δp = mΔv. Подставляя числовые значения, получаем: Δp = 20*300/м = 6000/м.
Таким образом, модуль импульса санок уменьшится на величину 6000/м. Если изначально санки двигались с большой скоростью, то изменение импульса может быть значительным. Если же начальная скорость была мала, то изменение импульса будет незначительным.
