Question

Хокейна шайба масою 160 г, що летить зі швидкістю 20 м/с. влетіла у ворота і ударила в сітку, яка при цьому прогнулася на 6,4 см: Яка максимальна сила, з якою шайба подіяла на сітку? Вважати, що сила пружност сітки зміноється в залежності від її прогину за законом Гука.

Answer 1

Ответ:

Закон Гука визначає залежність сили пружності від прогину сітки:

F = kx,

де F - сила пружності, k - коефіцієнт жорсткості сітки, x - прогин сітки.

Максимальна сила, з якою шайба подіяла на сітку, відбулася в момент зупинки шайби, коли вся її кінетична енергія перетворилася на потенціальну енергію пружності сітки:

mv^2/2 = kx^2/2,

де m - маса шайби, v - її швидкість.

Отже, максимальна сила пружності сітки дорівнює:

F = kx = mv^2/2x = (0,16 кг) * (20 м/с)^2 / (2 * 0,064 м) ≈ 500 Н.

Answer 2

Ответ:

Згідно із законом збереження імпульсу загальний імпульс системи “шайба-сітка” до взаємодії дорівнює нулю. Після взаємодії імпульс шайби дорівнює імпульсу сітки. Імпульс шайби можна обчислити за формулою p = m * v, де m - маса шайби, а v - її швидкість. Імпульс сітки можна обчислити за формулою p = k * x, де k - коефіцієнт жорсткості сітки (закон Гука), а x - прогин сітки. Максимальна сила, з якою шайба подіяла на сітку дорівнює F = k * x.

За даними задачі маса шайби m = 160 г = 0.16 кг, її швидкість v = 20 м/с. Прогин сітки x = 6.4 см = 0.064 м. Коефіцієнт жорсткості сітки k можна обчислити за формулою k = F / x.

Тоді імпульс шайби дорівнює p1 = m * v = 0.16 кг * 20 м/с = 3.2 Нс. Імпульс сітки дорівнює p2 = p1 = 3.2 Нс. Коефіцієнт жорсткості сітки k можна обчислити за формулою k = F / x. F = k * x = p2 / x = (3.2 Н*с) / (0.064 м) ≈ 50 Н.

Таким чином, максимальна сила, з якою шайба подіяла на сітку дорівнює 50 Н.

Объяснение:

Answer 3

Для визначення максимальної сили, з якою шайба подіяла на сітку, можна скористатися законом Гука, який описує залежність сили пружності від прогину.

Закон Гука говорить, що сила пружності (F) пропорційна прогину (x) і коефіцієнту пружності (k), а саме: F = k * x.

У даному випадку прогин сітки становить 6,4 см = 0,064 метра. Щоб знайти максимальну силу, необхідно знати коефіцієнт пружності сітки (k). Оскільки така інформація не надана, ми не можемо точно визначити максимальну силу без додаткових даних.

Якщо надана інформація про коефіцієнт пружності сітки, то ми можемо використати формулу F = k * x для визначення максимальної сили, де x = 0,064 м і k - коефіцієнт пружності сітки.