Foarbyld fan ympulsfragen

4 Foarbylden fan ympulsfragen

1. In bal mei in massa fan 0,5 kg falt frij fan in hichte fan h ₁ = 7,2 m boppe de flier en stuitert nei in hichte fan h ₂ = 3,2 m. As de fersnelling troch swiertekrêft 10 ms ^-2 is , is de ympuls dy't op 'e bal wurket...

A. 2,0 Ns

B. 3,0 Ns

C. 10 Ns

D. 40 Ns

E. 80 Ns

Diskusje

It is bekend dat :

Massa fan 'e bal (m) = 0,5 kg

De hichte fan 'e frij fallende bal (h1 ₎ = 7,2 meter

De hichte fan 'e stuiterjende bal (h² ₎ = 3,2 meter

De swiertekrêftfersnelling fan 'e ierde (g) = 10 m/ ^s²

Fraach : Impuls dy't op 'e bal hannelet

Antwurd :

De snelheid fan 'e bal krekt foar de ynslach (v)_o)

Berekenje de snelheid fan 'e bal krekt foar de ynslach mei de formule foar frije fal. Mei de hichte (h) = 7,2 meter, de fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s² ^en de einsnelheid krekt foar de ynslach op 'e flier, brûk de formule v² = 2gh^.

v _o ² = 2(10)(7,2) = 144

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

De snelheid fan 'e bal foar de ynslach (v _o ) is -12 m/s. It negative teken jout allinich de rjochting oan.

De snelheid fan 'e bal direkt nei de botsing (v)_t)

Berekenje de snelheid fan 'e bal direkt nei de botsing mei de formule foar opwaartse fertikale beweging. Mei de hichte (h) = 3,2 meter, wurdt frege om swiertekrêftfersnelling (g) = -10 m/s² ^, de einsnelheid op maksimale hichte (vt² _{) =} ⁰ en de begjinsnelheid direkt nei it reitsjen fan 'e flier, brûk dêrom de formule vt² = v _o² ⁺ 2gh^.

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

De snelheid fan 'e bal nei de botsing (v _t ) is 8 m/s

Impuls dy't op 'e bal wurket (I)

Ympuls wurdt berekkene mei de formule foar ympuls-momentum-stelling.

Impuls (I) = feroaring yn momentum (Δp)

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

It goede antwurd is C.

2. In pingpongbal mei in massa fan 5 gram falt frij fan in bepaalde hichte (g = 10 ms ^-2 ). As er de flier rekket, is de snelheid fan 'e bal 6 ms ^-1 en direkt nei it reitsjen fan 'e flier stuitert de bal omheech mei in snelheid fan 4 ms ^-1 . De grutte fan 'e ympuls dy't op 'e bal wurket is...

A. 0,50 Ns

B. 0,25 Ns

C. 0,10 Ns

D. 0,05 Ns

E. 0,01 Ns

Diskusje

It is bekend dat :

Balmassa (m) = 5 gram = 0,005 kg

De snelheid fan 'e bal krekt foardat er de flier rekket (v _o ) = -6 m/s

De snelheid fan 'e bal direkt nei it reitsjen fan 'e flier (v _t ) = 4 m/s

Positive en negative snelheden betsjutte dat de rjochting fan 'e snelheid fan' e bal of de rjochting fan 'e beweging fan' e bal foar de botsing tsjinoerstelde is oan 'e rjochting fan' e beweging fan 'e bal nei de botsing.

Frege : Ympuls (I)

Antwurd :

De ympuls-momentum-stelling stelt dat ympuls (I) gelyk is oan de feroaring yn 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 sekonden

It goede antwurd is D.

3. In bal fan 20 gram wurdt smiten mei in snelheid v ₁ = 4 ms ^-1 nei lofts. Nei't er de muorre rekke hat, stuitert de bal mei in snelheid v ₂ = 2 ms ^-1 nei rjochts. De resultearjende ympuls is….

A. 0,24 Ns

B. 0,12 Ns

C. 0,08 Ns

D. 0,06 Ns

E. 0,04 Ns

Diskusje

It is bekend dat:

Balmassa (m) = 20 gram = 0,020 kg

De snelheid fan 'e bal foar de botsing (v _o ) = -4 m/s (nei lofts)

De snelheid fan 'e bal nei de botsing (v _t ) = +2 m/s (nei rjochts)

v _o krijt in negatyf teken om syn rjochting te ûnderskieden fan v _t.

Fraach: Ympuls

Antwurd:

Ympuls (I) = feroaring yn momentum (Δp) = mv _t – mv _o

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

Ympuls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)

Ympuls (I) = 0,12 Newton sekonden.

It goede antwurd is B.

4. In tennisbal fan 100 gram wurdt fan in hichte fan 20 sm op 'e flier falle litten sûnder begjinsnelheid. Nei't er de flier rekke hat, stuitert de bal mei in snelheid fan 1 ms ^-1 en (g = 10 ms ^-2 ). De feroaring yn momentum dy't de bal ûnderfynt is...

A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns

Diskusje
It is bekend :
Balmassa (m) = 100 gram = 0,1 kg
Hichte (h) = 20 sm = 0,2 meter
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s²
De snelheid fan 'e bal direkt nei it reitsjen fan 'e flier (v)_t) = 1 m/s
frege feroaring yn momentum fan 'e bal
Jawab :
De snelheid fan 'e bal foar de ynslach (v)_o)
Berekenje de snelheid fan 'e bal foar de ynslach mei de formule foar frije fal. Mei de hichte fan 'e frije fal fan 'e bal (h) = 0,2 meter, is de fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s² en frege nei de snelheid fan 'e bal as er de flier rekket, dêrom wurdt de formule brûkt v² = 2 gh
v² = 2 (10)(0,2) = 4
v= √4 = -2 m/s
It krijt in negatyf teken, om't de rjochting fan 'e beweging fan' e bal foardat er mei de flier botst tsjinoersteld is oan 'e rjochting fan' e beweging fan 'e bal nei't er mei de flier botst.
Feroaring yn momentum fan 'e bal (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 sekonden
It goede antwurd is B.

Boarne fan 'e fraach:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle