Stalowa kulka o m=10g spada z wysokości h1=24,2 cm na stół. Po odbiciu wznosi się na h2=20cm. Z jaką średnią siłą kulka działa na stół podczas uderzenia, jeżeli t=0,1s(kiedy stykała się ze stołem) i pomijamy siłę sprężystości .? Najjjj

Stalowa kulka o m=10g spada z wysokości h1=24,2 cm na stół. Po odbiciu wznosi się na h2=20cm. Z jaką średnią siłą kulka działa na stół podczas uderzenia, jeżeli t=0,1s(kiedy stykała się ze stołem) i pomijamy siłę sprężystości .? Najjjj
Odpowiedź

Dane: [latex]m=0.01 kg[/latex] [latex]h_{1}=0.242 m[/latex] [latex]h_{2}=0.2 m[/latex] [latex]t_{zd}=0.1 s[/latex] (czas zderzenia) [latex]g=10frac{m}{s^2}[/latex] (takie wybrałem przybliżenie)   Obliczmy najpierw prędkość kuli przy zderzeniu oraz jej pęd. [latex]Delta E_{p1}=mgh_1approx0.0242J[/latex] [latex]Delta E_{k1}=Delta E_{p1}=0.0242J[/latex] (cała en. p. została zamieniona na en. kin.) [latex]v_{1}=sqrt{frac{2E_{k1}}{m}}[/latex] [latex]v_{1}=2.2frac{m}{s}[/latex] [latex]p_{1}=mv_1=0.022frac{kgcdot m}{s}[/latex]   Teraz obliczmy prędkość kuli po zderzeniu oraz jej pęd. [latex]Delta E_{p2}=mgh_2=0.02J[/latex] [latex]v_{2}=sqrt{frac{2E_{k2}}{m}}[/latex] [latex]v_{2}=2frac{m}{s}[/latex] [latex]p_{2}=mv_{2}=-0.02frac{kgcdot m}{s}[/latex] (uwaga: minus wstawiłem dlatego, że zwrot prędkości jest przeciwny, niż przed odbiciem; ułatwi to liczenie).   Obliczmy różnicę pędu. [latex]Delta p=p_{1}-p_{2}=0.042frac{kgcdot m}{s}[/latex]   Przekształćmy wzór na popęd siły oraz obliczmy wartość siły. [latex]Delta p=Fcdot t[/latex] [latex]F_s=frac{Delta p}{t}[/latex] [latex]F_sapprox0.42N[/latex]   Obliczyliśmy właśnie siłę, z jaką stół działa na piłkę. Z trzeciej zasady dynamiki wynika, że piłka działała na stół również siłą o wartości 0.42N.   Należy jeszcze uwzględnić siłę ciężkości piłki, gdyż w momencie zderzenia, stół musi również tą siłę "pokonać". [latex]F_c=mg=0.10N[/latex]   Po dodaniu sił, końcowy wynik jest następujący: [latex]F=F_s+F_c=0.52N[/latex]            

Dodaj swoją odpowiedź