Question

Помогите решить задачу полностью с дано и решением. Молекула водорода двигающаяся со скоростью 400 м/с подлетает к стенке сосуда под углом 60 градусов и упруго ударяется об нее. Определить импульс полученный стенкой. Принять массу молекул равной 3*10^-27 кг.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

υ = 400 м/c

a = 60°

m = 3*10^-27 кг

Найти: p - ?

При ударе о стенку молекула продолжит двигаться вдоль оси oy с той же скоростью.

Импульс, полученный стенкой, будет равен изменению импульса молекулы т.е:

p = 2mυ*cosa = 2*400*3*10^-27*cos60 = 1,2*10^-24 кг*м/с

Answer 2

Дано:

• Скорость молекулы водорода перед ударом: v = 400 м/с
• Угол между направлением движения молекулы и нормалью к стенке: θ = 60 градусов (переведем в радианы: θ = 60 * π / 180)
• Масса молекулы водорода: m = 3 * 10^-27 кг

Решение:

1. Найдем горизонтальную и вертикальную компоненты скорости молекулы перед ударом:

   • Горизонтальная компонента скорости: vx = v * cos(θ)
   • Вертикальная компонента скорости: vy = v * sin(θ)

2. После удара молекула меняет только направление своей горизонтальной компоненты скорости, вертикальная компонента остается неизменной.

3. Найдем горизонтальную компоненту импульса молекулы перед ударом:

   • Импульс = масса * горизонтальная компонента скорости
   • px = m * vx

4. Поскольку удар упругий, горизонтальная компонента скорости после удара будет равна -vx (направление меняется на противоположное).

5. Найдем горизонтальную компоненту импульса молекулы после удара:

   • Импульс = масса * горизонтальная компонента скорости после удара
   • px' = m * (-vx)

6. Импульс, полученный стенкой, можно найти как изменение горизонтальной компоненты импульса:

   • Импульс = px' - px

7. Подставим значения и рассчитаем:

   • vx = v * cos(θ)
   • px = m * vx
   • px' = m * (-vx)
   • Импульс = px' - px

   Подставим значения и рассчитаем численно:

   • vx = 400 м/с * cos(60°) ≈ 200 м/с
   • px = (3 * 10^-27 кг) * 200 м/с ≈ 6 * 10^-25 кг·м/с
   • px' = (3 * 10^-27 кг) * (-200 м/с) ≈ -6 * 10^-25 кг·м/с
   • Импульс = -6 * 10^-25 кг·м/с - 6 * 10^-25 кг·м/с = -12 * 10^-25 кг·м/с = -1.2 * 10^-24 кг·м/с

Ответ: Импульс, полученный стенкой, составляет примерно -1.2 * 10^-24 кг·м/с. Знак минус означает, что направление импульса после удара противоположно направлению движения молекулы до удара.