Question

Пластилиновый Шарик массой 100 г падает с высоты 1.8 м и абсолютно не упругости удаляется об горизонтальный пол. Определите силу F с которой шарик действует на пол во время удара, если продолженительность удара t=50мс.Сопротивлением воздуха пренебречь.

Answer 1

V = корень из ( 2 * 10 м/с^2 * 1,8 м) = 6 м/с
F = mv/t
F = (0,1 кг * 6 м/с)/ 0,05 с = 12 Н

Answer 2

Для определения силы F, с которой шарик действует на пол во время удара, используем законы сохранения энергии.

Когда шарик падает с высоты h, его потенциальная энергия (переводится в кинетическую энергию) будет равна его кинетической энергии в момент удара о пол.

1. Найдем скорость шарика в момент удара на поле:

Из закона сохранения энергии:

Потенциальная энергия = Кинетическая энергия m * g * h = (1/2) * m * v^2

где m - масса шарика (100 г = 0.1 кг), g - ускорение свободного падения на Земле (примем его равным 9.8 м/с^2), h - высота, с которой шарик падает (1.8 м), v - скорость шарика в момент удара (что ищем).

Решаем уравнение:

0.1 кг * 9.8 м/с^2 * 1.8 м = (1/2) * 0.1 кг * v^2

v^2 = 0.1 кг * 9.8 м/с^2 * 1.8 м * 2 = 3.528 м^2/с^2

v = √(3.528 м^2/с^2) ≈ 1.88 м/с

2. Теперь, чтобы найти силу F, с которой шарик действует на пол во время удара, воспользуемся вторым законом Ньютона:

F = Δp / Δt

где Δp - изменение импульса шарика, а Δt - время удара (50 мс = 0.05 с).

Мы можем выразить изменение импульса, зная начальный и конечный импульсы шарика:

Δp = m * Δv

где m - масса шарика (0.1 кг), Δv - изменение скорости шарика (конечная скорость минус начальная скорость).

Начальная скорость шарика (v_0) равна 0 м/с (поскольку шарик начинает свое движение с покоя), а конечная скорость (v) равна 1.88 м/с.

Δv = v - v_0 = 1.88 м/с - 0 м/с = 1.88 м/с

Теперь можем найти Δp:

Δp = 0.1 кг * 1.88 м/с = 0.188 кг * м/с

Теперь можем найти силу F:

F = Δp / Δt = (0.188 кг * м/с) / 0.05 с ≈ 3.76 Н

Таким образом, сила F, с которой шарик действует на пол во время удара, составляет приблизительно 3.76 Н.