Question

СРОЧНО!! ДАЮ 30 БАЛЛОВ! Футбольному мячу массой 400 г при выполнении пенальти сообщили скорость 25 м/с. Если вратарь принимает удар на руки, то через 0,04 с он гасит скорость мяча до нуля. Найти среднюю силу удара мяча. Почему при ударах могут возникать большие силы?

Answer 1

Ответ:

250 H

Объяснение:

m=0.4 кг   Δ v=25 м/с     Δt=0.04 c   F=?

===

Δp=m*Δv=F*Δt

F=m*Δv/Δt=0.4*25/0.04=250 H

========================

Answer 2

Тут все понятно))))))))))))

Answer 3

Для решения этой задачи, мы можем использовать законы сохранения импульса и кинетической энергии.

1. Начнем с использования закона сохранения импульса: импульс до удара равен импульсу после удара.

   Импульс до удара: $p_{\text{нач}} = m \cdot v_{\text{нач}}$,

   Импульс после удара: $p_{\text{кон}} = m \cdot v_{\text{кон}}$,

   где $m$ - масса мяча, $v_{\text{нач}}$ - начальная скорость мяча, $v_{\text{кон}}$ - конечная скорость мяча (равная 0).

2. Теперь воспользуемся законом сохранения кинетической энергии: кинетическая энергия до удара равна кинетической энергии после удара.

   Кинетическая энергия до удара: $K_{\text{нач}} = \frac{1}{2} m v_{\text{нач}}^2$,

   Кинетическая энергия после удара: $K_{\text{кон}} = \frac{1}{2} m v_{\text{кон}}^2$.

Так как $K_{\text{нач}} = K_{\text{кон}}$, то

$\frac{1}{2} m v_{\text{нач}}^2 = \frac{1}{2} m v_{\text{кон}}^2$ $v_{\text{нач}}^2 = v_{\text{кон}}^2$ $v_{\text{нач}} = v_{\text{кон}}$

Таким образом, по закону сохранения импульса:

$m \cdot v_{\text{нач}} = m \cdot v_{\text{кон}}$ $v_{\text{кон}} = 0$

Это означает, что мяч останавливается после удара на вратаря.

Средняя сила удара мяча будет равна изменению импульса мяча, деленному на время воздействия силы:

$F_{\text{ср}} = \frac{\Delta p}{\Delta t}$

Изменение импульса равно конечному импульсу:

$\Delta p = p_{\text{кон}} = m \cdot v_{\text{кон}} = 0$

И время воздействия силы $\Delta t$ дано в задаче: $\Delta t = 0,04$ с.

Следовательно, средняя сила удара мяча будет равна нулю, так как мяч останавливается после удара.

Теперь касательно вопроса о том, почему при ударах могут возникать большие силы: при столкновении объектов происходит изменение их импульса, и чем быстрее это изменение происходит (то есть, чем больше разница скоростей), тем больше сила действует на объекты. В данной задаче вратарь гасит скорость мяча за очень короткий промежуток времени, что приводит к большому изменению импульса мяча и, следовательно, к большой силе, действующей на вратаря и мяч.