Question

Мяч массой 0.2 кг после удара,длящегося 0.002 с, приобрёл скорость 20 м/с. Найдите среднюю силу удара. Если можно распишите подробно, в школе эту тему упустил :(

Answer 1

По 2 закону Ньютона F=m*a   a=(V-V0)/t
F=m*(V-V0)/t  Учтем, что тело покоилось (V0=0)
F=0,2(20-0)/0,002=2000 H

Answer 2

$m*v = F*t$ ------------------> F = $\frac{m*v}{t}$

m - масса ( 0,2 кг )
v - скорость ( 20 м/c )
t - время ( 0,002 с )

F = $\frac{0,2*20}{0,002} = \frac{4}{0,002}$ = 2000 H 

Answer 3

Для решения этой задачи можно использовать законы сохранения энергии и импульса. Используем второй закон Ньютона, который гласит, что изменение импульса тела равно приложенной к нему силе умноженной на время воздействия этой силы:

\[ \Delta p = F \cdot \Delta t \]

Импульс \( p \) определяется как произведение массы \( m \) на скорость \( v \):

\[ p = m \cdot v \]

Теперь, используем закон сохранения энергии, который утверждает, что изменение кинетической энергии тела равно работе силы, совершенной над телом:

\[ \Delta K = W \]

Кинетическая энергия \( K \) определяется как \( \frac{1}{2} m v^2 \), а работа \( W \) как \( F \cdot s \), где \( s \) - расстояние, по которому сила совершает работу.

Теперь объединим эти выражения:

\[ \frac{1}{2} m v_f^2 - \frac{1}{2} m v_i^2 = F \cdot s \]

Где \( v_f \) - конечная скорость, \( v_i \) - начальная скорость. Зная, что \( v_i = 0 \), упростим уравнение:

\[ \frac{1}{2} m v_f^2 = F \cdot s \]

Теперь выразим силу \( F \) через изменение импульса и время воздействия силы:

\[ F = \frac{\Delta p}{\Delta t} \]

Таким образом, мы получаем:

\[ \frac{1}{2} m v_f^2 = \frac{\Delta p}{\Delta t} \cdot s \]

Теперь подставим выражение для импульса \( p \) в уравнение:

\[ \frac{1}{2} m v_f^2 = \frac{m \cdot (v_f - v_i)}{\Delta t} \cdot s \]

Так как \( v_i = 0 \), упростим уравнение:

\[ \frac{1}{2} v_f^2 = \frac{v_f}{\Delta t} \cdot s \]

Теперь выразим время воздействия силы \( \Delta t \):

\[ \Delta t = \frac{s}{\frac{1}{2} v_f} \]

Подставим это значение времени в выражение для силы \( F \):

\[ F = \frac{\Delta p}{\Delta t} = \frac{m \cdot (v_f - v_i)}{\frac{s}{\frac{1}{2} v_f}} \]

Упростим уравнение, учитывая, что \( v_i = 0 \):

\[ F = \frac{2 \cdot m \cdot v_f^2}{s} \]

Теперь подставим известные значения: \( m = 0.2 \) кг, \( v_f = 20 \) м/с, \( s = 0.002 \) с:

\[ F = \frac{2 \cdot 0.2 \cdot 20^2}{0.002} \]

Вычислите это значение, и вы получите среднюю силу удара.