Παράδειγμα ερωτήσεων παρόρμησης

4 Παραδείγματα Ερωτήσεων Παρόρμησης

1. Μια μπάλα με μάζα 0,5 kg πέφτει ελεύθερα από ύψος h ₁ = 7,2 m πάνω από το δάπεδο και αναπηδά σε ύψος h ₂ = 3,2 m. Εάν η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 10 ms ^-2 , η ώθηση που ασκείται στην μπάλα είναι...

Α. 2,0 Ns

Β. 3,0 Ns

Γ. 10 Ns

Δ. 40 Ns

Ε. 80 Ns

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι :

Μάζα της μπάλας (m) = 0,5 kg

Το ύψος της μπάλας που πέφτει ελεύθερα (h1 ₎ = 7,2 μέτρα

Το ύψος της μπάλας που αναπηδά (h2 ₎ = 3,2 μέτρα

Η βαρυτική επιτάχυνση της Γης (g) = 10 m/ ^s²

Ερώτηση : Παρόρμηση που ασκείται στην μπάλα

Απάντηση :

Η ταχύτητα της μπάλας λίγο πριν την κρούση (v)_o)

Υπολογίστε την ταχύτητα της μπάλας λίγο πριν την πρόσκρουση χρησιμοποιώντας τον τύπο ελεύθερης πτώσης. Δεδομένου του ύψους (h) = 7,2 μέτρα, της επιτάχυνσης λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s² ^και της τελικής ταχύτητας λίγο πριν την πρόσκρουση στο δάπεδο, χρησιμοποιήστε τον τύπο v² = 2 gh²^.

v _o ² = 2(10)(7,2) = 144

v _o = 2(10)(7,2) = 12 m/s

Η ταχύτητα της μπάλας πριν από την κρούση (v₂o ₎ είναι -12 m/s. Το αρνητικό πρόσημο υποδεικνύει μόνο την κατεύθυνση.

Η ταχύτητα της μπάλας αμέσως μετά την κρούση (v)_t)

Υπολογίστε την ταχύτητα της μπάλας αμέσως μετά την σύγκρουση χρησιμοποιώντας τον τύπο για την κατακόρυφη κίνηση προς τα πάνω. Δεδομένου του ύψους (h) = 3,2 μέτρα, της βαρυτικής επιτάχυνσης (g) = -10 m/s² ^{, της} τελικής ταχύτητας στο μέγιστο ύψος (vt² ₎ = 0 και της αρχικής ταχύτητας αμέσως μετά την πρόσκρουση στο δάπεδο, επομένως χρησιμοποιήστε τον τύπο vt² = v _{° ²} ⁺ 2 gh^.

v _t ² = v _o ² + 2 gh

0 = v _o ² + 2 (-10)(3,2)

v _o ² = 64

v _o = √64 = 8 m/s

Η ταχύτητα της μπάλας μετά την κρούση (v _t ) είναι 8 m/s.

Ώθηση που ασκείται στην μπάλα (I)

Η ώθηση υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο του θεωρήματος ώθησης-ορμής.

Ώθηση (I) = μεταβολή της ορμής (Δp)

I = m (v _t – v _o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton δευτερόλεπτα

Η σωστή απάντηση είναι η Γ.

2. Μια μπάλα του πινγκ πονγκ με μάζα 5 γραμμαρίων πέφτει ελεύθερα από ένα ορισμένο ύψος (g = 10 ms ^-2 ). Όταν χτυπήσει στο πάτωμα, η ταχύτητα της μπάλας είναι 6 ms ^-1 και αμέσως μετά το χτύπημα στο πάτωμα, η μπάλα αναπηδά προς τα πάνω με ταχύτητα 4 ms ^-1 . Το μέγεθος της ώθησης που ασκείται στην μπάλα είναι...

Α. 0,50 Ns

Β. 0,25 Ns

Γ. 0,10 Ns

Δ. 0,05 Ns

Ε. 0,01 Ns

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι :

Μάζα μπάλας (m) = 5 γραμμάρια = 0,005 kg

Η ταχύτητα της μπάλας λίγο πριν χτυπήσει το δάπεδο (v₂o ₎ = -6 m/s

Η ταχύτητα της μπάλας αμέσως μετά το χτύπημα στο δάπεδο (v _t ) = 4 m/s

Οι θετικές και αρνητικές ταχύτητες σημαίνουν ότι η κατεύθυνση της ταχύτητας της μπάλας ή η κατεύθυνση της κίνησης της μπάλας πριν από τη σύγκρουση είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της κίνησης της μπάλας μετά τη σύγκρουση.

Ερώτηση : Παρόρμηση (I)

Απάντηση :

Το θεώρημα ώθησης-ορμής δηλώνει ότι η ώθηση (I) ισούται με την μεταβολή της ορμής (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 second

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

3. Μια μπάλα 20 γραμμαρίων πετιέται με ταχύτητα v ₁ = 4 ms ^-1 προς τα αριστερά. Αφού χτυπήσει στον τοίχο, η μπάλα αναπηδά με ταχύτητα v ₂ = 2 ms ^-1 προς τα δεξιά. Η προκύπτουσα ώθηση είναι….

Α. 0,24 Ns

Β. 0,12 Ns

Γ. 0,08 Ns

Δ. 0,06 Ns

Ε. 0,04 Ns

Συζήτηση

Είναι γνωστό ότι:

Μάζα μπάλας (m) = 20 γραμμάρια = 0,020 kg

Η ταχύτητα της μπάλας πριν από τη σύγκρουση (v₂o ₎ = -4 m/s (προς τα αριστερά)

Η ταχύτητα της μπάλας μετά την σύγκρουση (v _t ) = +2 m/s (προς τα δεξιά)

Το v _o λαμβάνει αρνητικό πρόσημο για να διακρίνεται η κατεύθυνσή του από το v _t.

Ερώτηση: Παρόρμηση

Απάντηση:

Ώθηση (I) = μεταβολή της ορμής (Δp) = mv _t – mv _o

Ώθηση (I) = m (v _t – v _o ) = 0,02 (2 – (-4))

Παλμός (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)

Παλμός (I) = 0,12 Newton δευτερόλεπτα.

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

4. Μια μπάλα του τένις 100 γραμμαρίων πέφτει στο πάτωμα από ύψος 20 cm χωρίς αρχική ταχύτητα. Αφού χτυπήσει στο πάτωμα, η μπάλα αναπηδά με ταχύτητα 1 ms ^-1 και (g = 10 ms ^-2 ). Η μεταβολή στην ορμή που βιώνει η μπάλα είναι...

Α. 0,1 Ns
Β. 0,3 Ns
Γ. 0,5 Ns
Δ. 0,8 Ns
Ε. 0,9 Ns

Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα μπάλας (m) = 100 γραμμάρια = 0,1 kg
Ύψος (υ) = 20 εκ. = 0,2 μέτρα
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²
Η ταχύτητα της μπάλας αμέσως μετά το χτύπημα στο πάτωμα (v)_t) = 1 m/s
Ερωτηθείς : αλλαγή στην ορμή της μπάλας
Jawab :
Η ταχύτητα της μπάλας πριν από την κρούση (v)_o)
Υπολογίστε την ταχύτητα της μπάλας πριν από την κρούση χρησιμοποιώντας τον τύπο ελεύθερης πτώσης. Δεδομένου του ύψους ελεύθερης πτώσης της μπάλας (h) = 0,2 μέτρα, η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας (g) = 10 m/s.² και ζήτησε την ταχύτητα της μπάλας όταν αυτή χτυπάει το πάτωμα, επομένως χρησιμοποιείται ο τύπος v² = 2 gh
v² = 2 (10)(0,2) = 4
v= √4 = -2 m/s
Δίνει αρνητικό πρόσημο επειδή η κατεύθυνση της κίνησης της μπάλας πριν από τη σύγκρουση με το δάπεδο είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της κίνησης της μπάλας μετά τη σύγκρουση με το δάπεδο.
Αλλαγή στην ορμή της μπάλας (Δp)
Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton second
Η σωστή απάντηση είναι η Β.

Πηγή ερώτησης:

Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου