Foarbylden fan momentum- en ympulsfragen

11 Foarbylden fan Momentum- en Impulsfragen

1. In bal mei in massa fan 0,2 kg wurdt horizontaal smiten mei in snelheid fan 10 m/s en rekket in muorre, dan stuiteret de bal mei deselde snelheid werom. De feroaring yn it momentum fan 'e bal is...
Diskusje

2. In bal mei in massa fan 10 gram frije fal fan in bepaalde hichte, rekket de flier mei in snelheid fan 15 m/s en stuitert dan omheech mei in snelheid fan 10 m/s. Bepale de ympuls!
Diskusje
It is bekend :
Balmassa (m) = 10 gram = 0,01 kg
Begjinsnelheid fan 'e bal (v_o) = -15 m/s
Einsnelheid fan 'e bal (v_t) = 10 m/s
frege Ympuls (I)
Jawab :
Stelling formule ympuls-momentum :
De grutte fan 'e ympuls is:
Ik = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
Ik = 0,01 (25)
Ik = 0,25 kg m/s

3. In bal fan 200 gram wurdt horizontaal smiten mei in snelheid fan 4 m/s, dan wurdt de bal yn deselde rjochting rekke as de earste ynfloed fan 'e bal. De doer fan it kontakt fan 'e bal mei de knuppel is 2 millisekonden, en de snelheid fan 'e bal nei't er de knuppel ferlitten hat is 12 m/s. De grutte fan 'e krêft dy't de knuppel op 'e bal útoefenet is...
Diskusje
It is bekend :
Balmassa (m) = 200 gram = 0,2 kg
Begjinsnelheid fan 'e bal (v_o) = 4 m/s
Einsnelheid fan 'e bal (v_t) = 12 m/s
Kontakttiidsynterval (t) = 2 millisekonden = (2/1000) sekonden = 0,002 sekonden
frege De grutte fan 'e krêft (F)
Jawab :
Impulsformule:
Ik = Ft
Formule foar momentumferoaring:
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Formule foar ympuls-momentum-stelling :
De krêft dy't de knuppel op 'e bal útoefenet is 800 Newton.

4. In bal mei in massa fan 20 gram wurdt smiten mei in snelheid fan v₁ = 4 ms^-1 nei lofts. Nei't er de muorre rekke hat, stuitert de bal mei in snelheid fan v₂ = 2 ms^-1 nei rjochts. De grutte fan 'e produsearre 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 vt.
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.

5. De folgjende ôfbylding lit twa ballen A (massa = 2 kg) en bal B (massa = 5 kg) sjen foar en nei de botsing. As de botsing perfekt elastysk is, dan is de snelheid fan bal A foar de botsing….

A. 12 ms^-1

B. 10 ms ^-1

C. 5 ms ^-1

D. 4 ms ^-1

E. 2 ms ^-1

Diskusje

It is bekend dat:

Massa fan bal A (m _A ) = 2 kg

Massa fan bal B (mB ₎ = 5 kg

De snelheid fan bal B foar de botsing (v _B ) = 2 m/s

De snelheid fan bal A nei de botsing (v _A ') = 5 m/s

De snelheid fan bal B nei de botsing (v _B ') = 4 m/s

Beide ballen foar en nei de botsing bewege nei rjochts, sadat de snelheid in posityf teken krijt.

Fraach: Snelheid fan bal A foar botsing (v _A )

Antwurd:

Berekenje de snelheid fan bal A foar de botsing (v _A ) mei de formule foar de wet fan behâld fan momentum:

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B'

2(v _A ) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v _A ) + 10 = 10 + 20

2(v _A ) + 10 = 30

2(v _A ) = 30 – 10

2(v _A ) = 20

v _A = 20/2

v _A = 10 m/s

It goede antwurd is B.

6. Objekten A en B bewege lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. As der in perfekt elastyske botsing plakfynt en de snelheid fan objekt B nei de botsing 15 ms ^-1 wurdt , dan is de snelheid fan objekt A nei de botsing...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms ^-1

C. 8 ms ^-1

D. 10 ms ^-1

E. 12 ms ^-1

Diskusje

It is bekend dat:

Massa fan objekt A (m _A ) = 5 kg

Massa fan objekt B (mB ₎ = 2 kg

De snelheid fan objekt A foar de botsing (v _A ) = 12 m/s

De snelheid fan objekt B foar de botsing (v _B ) = 10 m/s

De snelheid fan objekt B nei de botsing (v _B ') = 15 m/s

Sawol objekten foar as nei de botsing bewege nei rjochts, sadat de snelheid in posityf teken krijt.

Fraach: De snelheid fan objekt A nei de botsing (v _A ')

Antwurd:

Berekenje de snelheid fan bal A foar de botsing (v _A ) mei de formule foar de wet fan behâld fan momentum:

m_A v_A +m_B v_B = m_A v_A' + m_B v_B'

(5)(12) + (2)(10) = (5)v _A ' + (2)(15)

60 + 20 = (5)v _A ' + 30

80 = (5)v _A ' + 30

80 – 30 = (5)v _A '

50 = (5)v _A '

v _A ' = 50/5

v _A ' = 10 m/s

It goede antwurd is D.

7. 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 :
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)
Jawab :

Impuls-momentum-teorema stelt dat pols (ik) itselde as feroaring yn momentum (Δp).
Ik = 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.

8. In bal mei in massa fan 0,5 kg falt frij fan in hichte h.₁ = 7,2 m boppe de flier en stuitert nei in hichte fan h₂ = 3,2 m. As de fersnelling troch swiertekrêft fan 'e ierde = 10 ms^-2, de ympuls dy't op 'e bal wurket is ...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Diskusje
It is bekend :
Massa fan 'e bal (m) = 0,5 kg
De hichte fan 'e frije falbal (h)₁) = 7,2 meter
De hichte fan 'e stuiterjende bal (h)₂) = 3,2 meter
Gravitaasjefersnelling fan 'e ierde (g) = 10 m/s²
frege Impuls dy't op 'e bal wurket
Jawab :
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. Jûn hichte (h) = 7,2 meter, fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s² en frege om de einsnelheid krekt foardat de flier rekke waard, brûk dêrom de formule v² = 2 gh
v_o² = 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 rjochting oan.
De snelheid fan 'e bal direkt nei de botsing (v)_t)
Berekenje de snelheid fan 'e bal direkt nei de ynslach mei de formule foar opwaartse fertikale beweging. Jûn hichte (h) = 3,2 meter, fersnelling troch swiertekrêft (g) = -10 m/s², einsnelheid op maksimale hichte (v_t²) = 0 en de begjinsnelheid wurdt frege direkt nei it reitsjen fan 'e flier, brûk dêrom de formule v_t² =v_o² + 2 gh
v_t² =v_o² + 2 gh
0 = f_o² + 2 (-10)(3,2)
v_o² = 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)
Ik = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekonden
It goede antwurd is C.

9. In bal fan 100 gram wurdt horizontaal smiten mei in snelheid fan 5 m/s. De bal wurdt dan yn deselde rjochting slein as de orizjinele. As de bal 2 ms yn kontakt bliuwt mei de knuppel en de snelheid fan 'e bal nei it ferlitten fan 'e knuppel 10 m/s is, is de grutte fan 'e krêft dy't troch de knuppel útoefene wurdt...
A. 200 N.
B. 250 N.
C. 300 N.
D. 350 N.
E. 400 N
Diskusje:

It is bekend :
m = 100 gram = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 millisekonden = 2 x 10^-3 twadde
v_t = +10 m/s
frege :
De krêft dy't de slagman op 'e bal útoefenet (F)?
Jawab :
Ympulsformule :
Ik = Ft
Formule foar momentumferoaring :
Impuls-momentum-teorema :
Impuls = feroaring yn momentum

It goede antwurd is B.

10. In bal mei in massa fan 0,1 kg wurdt horizontaal nei rjochts smiten mei in snelheid fan 20 m/s. Nei't er rekke is, beweecht de bal nei lofts mei in snelheid fan 30 m/s. De ympuls dy't de knuppel oan 'e bal jout is….
A. 4 N's
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Diskusje:
It is bekend :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30m/s
frege :
Ympuls (ik)?
Jawab :
Impuls = feroaring yn momentum
Ik = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
It goede antwurd is D.

11. In honkbal fan 0,5 kg beweecht yn earste ynstânsje nei lofts mei in snelheid fan 2 m/s. Dan wurdt de bal rekke mei in krêft F tsjinoersteld oan de beweging fan 'e bal, sadat de snelheid fan 'e bal feroaret nei 5 m/s. As de bal 0,01 sekonde yn kontakt is mei de knuppel, is de feroaring yn momentum...
A. 8,0 kg m/s
B. 6,5 kg m/s
C. 5,5 kg m/s
D. 3,5 kg m/s
E. 2,5 kg m/s
Diskusje:
It is bekend :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekonden
frege :
Feroaring fan momentum?
Jawab :
Feroaring yn momentum = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
It goede antwurd is D.