Primjeri pitanja o momentu i impulsu

11 primjera pitanja o momentumu i impulsu

1. Kugla mase 0,2 kg bačena je vodoravno brzinom 10 m/s i udari u zid, a zatim se odbije natrag istom brzinom. Promjena količine gibanja kugle je...
Rasprava

2. Kugla mase 10 grama slobodni pad s određene visine udari o pod brzinom od 15 m/s, a zatim se odbije prema gore brzinom od 10 m/s. Odredi impuls!
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle (m) = 10 grama = 0,01 kg
Početna brzina kugle (v_o) = -15 m/s
Konačna brzina kugle (v_t) = 10 m/s
Pitao Impuls (I)
Jawab :
Formula teorema impuls-zamah :
Veličina impulsa je:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. Lopta od 200 grama bačena je vodoravno brzinom od 4 m/s, a zatim je udarena u istom smjeru kao i prilikom početnog udara. Trajanje kontakta lopte s palicom je 2 milisekunde, a brzina lopte nakon što napusti palicu je 12 m/s. Veličina sile kojom palica djeluje na loptu je…
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle (m) = 200 grama = 0,2 kg
Početna brzina kugle (v_o) = 4 m/s
Konačna brzina kugle (v_t) = 12 m/s
Interval kontakta (t) = 2 milisekunde = (2/1000) sekundi = 0,002 sekunde
Pitao Veličina sile (F)
Jawab :
Formula impulsa:
I = Ft
Formula za promjenu momenta:
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Formula teorema o impulsu i momentu :
Sila kojom palica djeluje na loptu iznosi 800 Newtona.

4. Kugla mase 20 grama bačena je brzinom v₁ = 4 ms^-1 lijevo. Nakon što udari u zid, lopta se odbija brzinom v₂ = 2 ms^-1 desno. Veličina proizvedenog impulsa je….

A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns

Rasprava
Poznato je da:
Masa kugle (m) = 20 grama = 0,020 kg
Brzina lopte prije sudara (v)_o) = -4 m/s (lijevo)
Brzina lopte nakon sudara (v)_t) = +2 m/s (udesno)
v_o dobiva negativni predznak kako bi se razlikovao njegov smjer od vt.
Pitanje: Impuls
Odgovor:
Impuls (I) = promjena količine gibanja (Δp) = mv_t – mv_o
Impuls (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impuls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impuls (I) = 0,12 Newton sekundi.
Točan odgovor je B.

5. Sljedeća slika prikazuje dvije kugle A (masa = 2 kg) i kuglu B (masa = 5 kg) prije i poslije sudara. Ako je sudar savršeno elastičan, tada je brzina kugle A prije sudara….

A. 12 ms^-1

B. 10 ms ^-1

C. 5 ms ^-1

D. 4 ms ^-1

E. 2 ms ^-1

Rasprava

Poznato je da:

Masa kugle A (m _A ) = 2 kg

Masa kugle B (m _B ) = 5 kg

Brzina kugle B prije sudara (v _B ) = 2 m/s

Brzina kugle A nakon sudara (v _A ') = 5 m/s

Brzina kugle B nakon sudara (v _B ') = 4 m/s

Obje kuglice prije i poslije sudara pomiču se udesno pa brzina dobiva pozitivan predznak.

Pitanje: Brzina kugle A prije sudara (v _A )

Odgovor:

Izračunajte brzinu kugle A prije sudara (v _A ) koristeći formulu za zakon očuvanja količine gibanja:

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

Točan odgovor je B.

6. Objekti A i B kreću se kao što je prikazano na slici. Ako se dogodi savršeno elastičan sudar i brzina objekta B nakon sudara postane 15 ms ^-1 , tada je brzina objekta A nakon sudara...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms ^-1

C. 8 ms ^-1

D. 10 ms ^-1

E. 12 ms ^-1

Rasprava

Poznato je da:

Masa objekta A (m _A ) = 5 kg

Masa objekta B (m _B ) = 2 kg

Brzina objekta A prije sudara (v _A ) = 12 m/s

Brzina objekta B prije sudara (v _B ) = 10 m/s

Brzina objekta B nakon sudara (v _B ') = 15 m/s

Oba objekta prije i poslije sudara pomiču se udesno pa brzina dobiva pozitivan predznak.

Pitanje: Brzina objekta A nakon sudara (v _A ')

Odgovor:

Izračunajte brzinu kugle A prije sudara (v _A ) koristeći formulu za zakon očuvanja količine gibanja:

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

Točan odgovor je D.

7. Loptica za ping-pong mase 5 grama slobodno pada s određene visine (g = 10 ms ^-2 ). Kada udari o pod, brzina loptice je 6 ms ^-1 , a odmah nakon udara o pod, loptica se odbija prema gore brzinom od 4 ms ^-1 . Veličina impulsa koji djeluje na lopticu je...

A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns

Rasprava
Poznato je :
Masa kugle (m) = 5 grama = 0,005 kg
Brzina lopte neposredno prije udara o pod (v)_o) = -6 m/s
Brzina lopte odmah nakon udara o pod (v)_t) = 4 m/s
Pozitivne i negativne brzine znače da je smjer brzine lopte ili smjer kretanja lopte prije sudara suprotan smjeru kretanja lopte nakon sudara.
Pitao Impuls (I)
Jawab :

Teorem o impulsu i količini gibanja Navodi da impuls (Ja) isto kao promjena momenta (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 sekunde
Točan odgovor je D.

8. Kugla mase 0,5 kg slobodno pada s visine h.₁ = 7,2 m iznad poda i odskoči na visinu h₂ = 3,2 m. Ako je ubrzanje Zemljine gravitacije = 10 ms^-2, impuls koji djeluje na kuglu je...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Rasprava
Poznato je :
Masa kugle (m) = 0,5 kg
Visina kugle u slobodnom padu (h)₁) = 7,2 metra
Visina odskočne lopte (h)₂) = 3,2 metra
Zemljino gravitacijsko ubrzanje (g) = 10 m/s²
Pitao Impuls koji djeluje na kuglu
Jawab :
Brzina lopte neposredno prije udara (v)_o)
Izračunajte brzinu kugle neposredno prije udara koristeći formulu slobodnog pada. Zadana je visina (h) = 7,2 metra, ubrzanje zbog gravitacije (g) = 10 m/s² i pitao za konačnu brzinu neposredno prije udara o pod, stoga upotrijebite formulu v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Brzina lopte prije udara (v)_o) je -12 m/s. Negativni predznak označava samo smjer.
Brzina lopte odmah nakon sudara (v)_t)
Izračunajte brzinu lopte odmah nakon udara koristeći formulu za vertikalno gibanje prema gore. Zadana je visina (h) = 3,2 metra, ubrzanje zbog gravitacije (g) = -10 m/s², konačna brzina na maksimalnoj visini (v_t²) = 0 i početna brzina se traži odmah nakon udara o pod, stoga koristite formulu v_t² = v_o² + 2 gh
v_t² = v_o² + 2 gh
0 = v_o² + 2 (-10)(3,2)
v_o² = 64
v_o = √64 = 8 m/s
Brzina lopte nakon sudara (v)_t) je 8 m/s
Impuls koji djeluje na kuglu (I)
Impuls se izračunava pomoću formule teorema o impulsu i momentu.
Impuls (I) = promjena količine gibanja (Δp)
I = m(v)_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekundi
Točan odgovor je C.

9. Lopta od 100 grama bačena je vodoravno brzinom od 5 m/s. Lopta se zatim udara u istom smjeru kao i originalna lopta. Ako lopta ostane u kontaktu s palicom 2 ms, a brzina lopte nakon što napusti palicu je 10 m/s, veličina sile koju palica vrši je...
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
I. 400 N
Rasprava:

Poznato je :
m = 100 grama = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisekunde = 2 x 10^-3 drugi
v_t = +10 m/s
Pitao :
Sila kojom udarač djeluje na loptu (F)?
Jawab :
Formula impulsa :
I = Ft
Formula za promjenu momenta :
Teorem o impulsu i količini gibanja :
Impuls = promjena količine gibanja

Točan odgovor je B.

10. Lopta mase 0,1 kg bačena je vodoravno udesno brzinom 20 m/s. Nakon što je udarena, lopta se kreće ulijevo brzinom 30 m/s. Impuls koji palica daje lopti je….
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Rasprava:
Poznato je :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Pitao :
Impuls (I)?
Jawab :
Impuls = promjena količine gibanja
I = m(v)_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Točan odgovor je D.

11. Bejzbol lopta mase 0,5 kg u početku se kreće ulijevo brzinom od 2 m/s. Zatim se lopta udari silom F suprotnom od gibanja lopte, pa se brzina lopte mijenja na 5 m/s. Ako je lopta u kontaktu s palicom 0,01 sekundu, promjena količine gibanja je...
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
Rasprava:
Poznato je :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekundi
Pitao :
Promjena momenta?
Jawab :
Promjena količine gibanja = m(v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Točan odgovor je D.