Impuls – probleme en oplossings

1. 'n Bal van 0.5 kg val vry vanaf 'n hoogte van h1 ₌ 7.2 meter en weerkaats 'n hoogte van h2 ₌ 3.2 meter. Versnelling as gevolg van swaartekrag = 10 m/s2 ^. Bepaal impuls.

Bekend:

Massa van bal (m) = 0.5 kg

Eerste hoogte (h1 ₎ = 7.2 meter

Tweede hoogte (h² ₎ = 3.2 meter

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: Impuls (I)

oplossing:

Snelheid van bal voor botsings (v _o )

Snelheid van die bal voor botsing bereken met behulp van die vergelyking van vryvalbeweging. Bekend: Hoogte (h) = 7.2 meter, versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s² ^. Gewenste : Finale snelheid na botsing.

v ² = 2 gh

v _o² = 2(10)(7.2) = 144

v _o = 2(10)(7.2) = 12 m/s

Snelheid van bal voor botsing (v _o ) = -12 m/s. Die minusteken dui die rigting van die bal aan.

Snelheid van die bal na botsing (v _t )

Snelheid van die bal na botsing bereken met behulp van die vergelyking van vertikale beweging. ^Bekend: hoogte (h) = 3.2 meter, versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = -10 m/s² ^, eindsnelheid teen die maksimum hoogte (vt² ₎ = 0. Gewenste: Aanvanklike snelheid na botsing tussen die bal en die vloer.

vt² = ^v_o²₊² gh

0 = v _o² + 2 (-10)(3.2)

v _o² = 64

v _o = √64 = 8 m/s

Die snelheid van die bal na die botsing (vt ₎ is 8 m/s

Impuls (Ek)

Impuls (I) = die verandering in momentum (Δp)

I = m(vt _– v _o ) = (0.5)(8-(-12)) = (0.5)(8 + 12) = (0.5)(20) = 10 Newton sekondes

2. 'n 5-gram bal val vrylik van 'n hoogte en tref die vloer. Versnelling as gevolg van swaartekrag, g = 10 ms ^-2 . Die snelheid van die bal voor die botsing is 6 ms ^-1 en na die botsing word die bal regop teen 4 m/s gereflekteer. Bepaal die impuls.

Bekend:

Massa van bal (m) = 5 gram = 0.005 kg

Snelheid van bal voor botsing (v _o ) = -6 m/s

Snelheid van die bal na botsing (vt ₎ = 4 m/s

Plus- en minustekens dui aan dat die rigting voor die botsing teenoorgesteld is aan die rigting na die botsing.

Gesoek: Impuls (I)

oplossing:

Impuls (I) = die totale verandering in momentum (Δp).

I = Δp = mv _t – mv _o = m (v _t – v _o )

I = (0.005)(4 – (-6)) = (0.005)(4 + 6) = (0.005)(10) = 0.05 Newton sekonde

3. 'n 20-gram word met 'n snelheid van 4 ms ^-1 na links gegooi. Nadat dit teen die muur gebots het, word die bal met 'n snelheid van v ₂ = 2 ms ^-1 na regs gereflekteer. Bepaal die impuls.

Bekend:

Massa van bal (m) = 20 gram = 0.020 kg Impuls – probleme en oplossings 1

Snelheid van bal voor botsing (v _o ) = -4 m/s (na links)

Snelheid van bal na botsing (vt ₎ = +2 m/s (regs)

Plus- en minustekens dui die teenoorgestelde rigting aan.

Gesoek: Impuls

oplossing:

Impuls (I) = die verandering in momentum (Δp) = mv _t – mv _o

Impuls (I) = m (vt _– v _o ) = 0.02 (2 – (-4))

Impuls (I) = 0.02 (2 + 4) = 0.02 (6)

Impuls (I) = 0.12 Newton sekonde.

4. 'n Bal van 2 kg wat teen 5 m/s beweeg, tref 'n muur en bons terug teen 'n snelheid van -5 m/s. Vind die impuls wat op die bal uitgeoefen word.
Oplossing: Impuls = verandering in momentum = m(v₂ – v₁) = 2(-5 – 5) = -20 kg m/s

5. 'n Voorwerp van 3 kg ervaar 'n krag van 6 N vir 4 sekondes. Wat is die impuls wat die voorwerp ervaar?
Oplossing: Impuls = FΔt = 6 × 4 = 24 N s

6. 'n Voorwerp van 0.5 kg is in rus en word dan versnel deur 'n impuls van 10 N·s. Wat is die finale snelheid?
Oplossing: Eindsnelheid = Impuls / massa = 10 / 0.5 = 20 m/s

7. 'n Impuls van 30 N·s werk in op 'n 6 kg voorwerp. Wat is die verandering in snelheid?
Oplossing: Δv = Impuls / massa = 30 / 6 = 5 m/s

8. 'n Bal van 100 g wat teen 3 m/s beweeg, word deur 'n impuls gestop. Wat is die waarde van die impuls?
Oplossing: Impuls = m(v₂ – v₁) = 0.1(0 – 3) = -0.3 kg m/s

9. 'n Voorwerp van 2 kg ervaar 'n krag van 4 N vir 5 sekondes. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = FΔt = 4 × 5 = 20 N s

10. 'n Voorwerp met 'n massa van 3 kg beweeg teen 3 m/s en kom tot rus as gevolg van 'n impuls. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 3) = -9 kg m/s

11. 'n Voorwerp van 5 kg ervaar 'n krag van 2 N vir 3 sekondes. Wat is die impuls?
Oplossing: Impuls = FΔt = 2 × 3 = 6 N s

12. 'n Impuls van 8 N·s werk in op 'n 4 kg voorwerp. Wat is die verandering in snelheid?
Oplossing: Δv = Impuls / massa = 8 / 4 = 2 m/s

13. 'n Bal van 1 kg wat teen 2 m/s beweeg, tref 'n muur en keer sy rigting om teen dieselfde spoed. Vind die impuls wat op die bal uitgeoefen word.
Oplossing: Impuls = m(v₂ – v₁) = 1(-2 – 2) = -4 kg·m/s

14. 'n Voorwerp van 4 kg ervaar 'n krag van 3 N vir 3 sekondes. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = FΔt = 3 × 3 = 9 N s

15. 'n Impuls van 10 N·s werk in op 'n 2 kg voorwerp. Wat is die verandering in snelheid?
Oplossing: Δv = Impuls / massa = 10 / 2 = 5 m/s

16. 'n Voorwerp van 3 kg ervaar 'n krag van 5 N vir 2 sekondes. Wat is die impuls wat die voorwerp ervaar?
Oplossing: Impuls = FΔt = 5 × 2 = 10 N s

17. 'n Voorwerp met 'n massa van 4 kg beweeg teen 5 m/s en kom tot rus as gevolg van 'n impuls. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = m(v₂ – v₁) = 4(0 – 5) = -20 kg m/s

18. 'n Voorwerp van 2 kg ervaar 'n krag van 6 N vir 3 sekondes. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = FΔt = 6 × 3 = 18 N s

19. 'n Impuls van 12 N·s werk in op 'n 3 kg voorwerp. Wat is die verandering in snelheid?
Oplossing: Δv = Impuls / massa = 12 / 3 = 4 m/s

20. 'n Voorwerp van 5 kg ervaar 'n krag van 1 N vir 4 sekondes. Wat is die impuls?
Oplossing: Impuls = FΔt = 1 × 4 = 4 N s

21. 'n Impuls van 15 N·s werk in op 'n 5 kg voorwerp. Wat is die verandering in snelheid?
Oplossing: Δv = Impuls / massa = 15 / 5 = 3 m/s

22. 'n Bal van 3 kg wat teen 4 m/s beweeg, word deur 'n impuls gestop. Wat is die waarde van die impuls?
Oplossing: Impuls = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 4) = -12 kg m/s

23. 'n Voorwerp van 2 kg ervaar 'n krag van 5 N vir 1 sekonde. Vind die impuls.
Oplossing: Impuls = FΔt = 5 × 1 = 5 N s

Wat is impuls?
- Antwoord: Impuls is die produk van 'n krag en die tydsinterval waaroor dit op 'n voorwerp inwerk. Dit verteenwoordig die verandering in momentum van die voorwerp en word gegee deur die formule $Impulse = F \times Δ t$ .
Hoe hou impuls verband met momentum?
- Antwoord: Impuls is gelyk aan die verandering in momentum van 'n voorwerp. As 'n voorwerp 'n impuls ervaar, sal sy momentum met dieselfde hoeveelheid verander.
Waarom is dit veiliger om op 'n sagte mat te land as op 'n harde vloer wanneer jy van 'n hoogte spring?
- Antwoord: ’n Sagte mat verhoog die tyd wat dit neem om die springer tot stilstand te bring, in vergelyking met ’n harde vloer. ’n Langer stoptyd beteken ’n kleiner gemiddelde krag wat op die springer uitgeoefen word, wat die risiko van besering verminder. Hierdie langer tyd lei tot ’n verminderde krag, maar dieselfde impuls.
Hoe werk lugsakke in motors in terme van impuls?
- Antwoord: Lugsakke blaas vinnig op tydens 'n botsing, wat die tyd verleng waartydens 'n persoon se momentum tot nul gebring word. Deur die tydsinterval van die krag (vertraging) te verhoog, word die gemiddelde krag wat op die persoon uitgeoefen word, verminder, wat die risiko van besering verminder.
Waarom "volg bofbalspelers deur" wanneer hulle 'n bal slaan?
- Antwoord: Deurvolging verhoog die kontaktyd tussen die kolf en die bal. 'n Langer kontaktyd beteken dat 'n groter impuls op die bal toegepas kan word, wat die verandering in die bal se momentum kan verhoog, wat moontlik tot 'n harder hou kan lei.
Waarom word goedere tydens vervoer dikwels met kussingmateriaal verpak?
- Antwoord: Kussingsmateriaal, soos skuim of borrelplastiek, verhoog die tyd wat dit neem vir 'n voorwerp om tot stilstand te kom wanneer dit 'n krag ervaar (bv. tydens 'n skielike stop of 'n val). Dit verminder die gemiddelde krag op die voorwerp vir 'n gegewe impuls, wat help om skade te voorkom.
Hoe verklaar impuls die effek van die bons van 'n basketbal met meer krag?
- Antwoord: Deur meer krag toe te pas wanneer 'n basketbal bons, verhoog die impuls wat aan die bal oorgedra word, wat lei tot 'n groter verandering in die bal se momentum. Dit beteken dat die bal met 'n hoër snelheid sal terugbons.
In terme van impuls, waarom word atlete aangeraai om te "rol" wanneer hulle val?
- Antwoord: Rol tydens val verhoog die tyd waaroor die verandering in momentum plaasvind. Dit beteken dat die gemiddelde krag wat op die atleet se liggaam uitgeoefen word, verminder word, wat die potensiaal vir besering verminder.
As twee kragte van verskillende groottes vir dieselfde duur op 'n voorwerp inwerk, hoe sal hul impulse vergelyk?
- Antwoord: Die impuls is die produk van krag en tyd. Aangesien die tydsduur vir beide kragte dieselfde is, sal die impuls van die groter krag groter wees as dié van die kleiner krag.
Waarom gebruik gholfspelers 'n "swaaiende" beweging wanneer hulle 'n gholfbal slaan, in terme van impuls?

Antwoord: Die swaaibeweging verhoog die kontaktyd tussen die gholfstok en die bal. 'n Langer kontaktyd laat 'n groter impuls toe om aan die bal gelewer te word, wat lei tot 'n groter verandering in die bal se momentum en dus 'n verdere dryf.