Question

Идет игра в волейбол. Игрок, осуществляющий подачу, размахивается и ударяет по мячу с силой 0,5 Н — так, что через две секунды его скорость составляет 4 м/с. Сколько весит мяч?

Answer 1

Если считать, что скорость мяча во время удара была 0 м/с, то сначала находим ускорение

 

$a=\frac{V-V0}{t}=\frac{4-0}{2}=2$мс²

 

Тогда масса мяча будет

 

F=ma

 

m=F/a

 

m=0,5/2=0,25 кг

Answer 2

Совет: физически корректнее и грамотнее эту задачу решать используя закон сохранения импульса, потому что речь идет об ударе ( о коротком взаимодействии, без учета ускорения), а не о простом взаимодействии тел.

F ·Δt = m · Δv

m = F ·Δt / Δv = 0,5 Н · 2 c / 4 м/с = 0,25 кг

P = m · g = 0,25 кг · 9.8 м/с² ≈ 2, 5 Н

Answer 3

Для определения массы мяча можно воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит:

$F = ma$

где $F$ - сила, приложенная к объекту (в данном случании, удар по мячу), $m$ - масса объекта, $a$ - ускорение объекта.

Мы знаем, что сила $F$ равна 0,5 Ньютона, а также, что мяч через 2 секунды после удара имеет скорость $v$ равную 4 м/с. Мы можем использовать следующее уравнение для вычисления ускорения $a$:

$v = u + at$

где $v$ - конечная скорость (4 м/с), $u$ - начальная скорость (в данном случае, мяч покоится перед ударом, поэтому $u = 0$), $a$ - ускорение, и $t$ - время (2 секунды).

Теперь мы можем найти ускорение:

$4 \, м/с = 0 + a \cdot 2 \, с$

$a = \frac{4 \, м/с}{2 \, с} = 2 \, м/с^2$

Теперь, когда у нас есть значение ускорения $a$, мы можем использовать второй закон Ньютона, чтобы найти массу $m$:

$0,5 \, Н = m \cdot 2 \, м/с^2$

Теперь давайте найдем массу мяча:

$m = \frac{0,5 \, Н}{2 \, м/с^2} = 0,25 \, кг$

Таким образом, масса мяча составляет 0,25 килограмма.