Вопрос школьника
Шарик массой 50 г равномерно движется по окружности Со скоростью 2 м/с (рис. 170). 1) Найдите модуль импульса шарика в любой момент времени. 2) Найдите модуль изменения импульса шарика за время, за которое он проходит: а) четверть окружности; б) половину окружности; в) сделает полный оборот
Ответ от учителя
1) Импульс шарика можно вычислить по формуле: p = mv, где m — масса шарика, v — его скорость. В данном случае масса шарика равна 50 г = 0,05 кг, а скорость — 2 м/с. Таким образом, модуль импульса шарика в любой момент времени равен:
p = mv = 0,05 кг * 2 м/с = 0,1 кг*м/с
2) Изменение импульса шарика за определенное время можно вычислить по формуле: Δp = p2 — p1, где p1 и p2 — импульсы шарика в начальный и конечный моменты времени соответственно.
а) За время, за которое шарик проходит четверть окружности, он проходит 1/4 от всего пути, то есть 1/4 от полного оборота. Значит, его начальный и конечный импульсы будут равны, так как скорость и направление движения не меняются. Следовательно, модуль изменения импульса равен:
Δp = p2 — p1 = 0 — 0,1 кг*м/с = -0,1 кг*м/с
Отрицательный знак означает, что импульс уменьшается.
б) За время, за которое шарик проходит половину окружности, он меняет направление движения, поэтому его конечный импульс будет равен противоположному по знаку начальному импульсу. Таким образом, модуль изменения импульса равен:
Δp = p2 — p1 = (-0,1 кг*м/с) — (0,1 кг*м/с) = -0,2 кг*м/с
Отрицательный знак означает, что импульс уменьшается.
в) За время, за которое шарик сделает полный оборот, он вернется в начальную точку с той же скоростью и направлением движения, что и в начале движения. Следовательно, его начальный и конечный импульсы будут равны, и модуль изменения импульса будет равен нулю:
Δp = p2 — p1 = 0 — 0 = 0
Это означает, что импульс не меняется.
