4 esempi di domande impulsive
1. Una palla con una massa di 0,5 kg cade liberamente da un'altezza di h 1 = 7,2 m dal pavimento e rimbalza fino a un'altezza di h 2 = 3,2 m. Se l'accelerazione di gravità è 10 ms -2 , l'impulso che agisce sulla palla è...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discussione
È noto che :
Massa della sfera (m) = 0,5 kg
L'altezza della palla in caduta libera (h 1 ) = 7,2 metri
L'altezza della palla che rimbalza (h 2 ) = 3,2 metri
Accelerazione gravitazionale terrestre (g) = 10 m/ s²
Domanda : Impulso che agisce sulla palla
Risposta :
La velocità della palla appena prima dell'impatto (v)o)
Calcola la velocità della palla appena prima dell'impatto utilizzando la formula della caduta libera. Dati l'altezza (h) = 7,2 metri, l'accelerazione di gravità (g) = 10 m/s² e la velocità finale appena prima dell'impatto con il pavimento, usa la formula v² = 2gh
v o 2 = 2(10)(7,2) = 144
v o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
La velocità della palla prima dell'impatto (v o ) è -12 m/s. Il segno negativo indica solo la direzione.
La velocità della palla immediatamente dopo la collisione (v)t)
Calcola la velocità della palla immediatamente dopo la collisione utilizzando la formula per il moto verticale verso l'alto. Data l'altezza (h) = 3,2 metri, l'accelerazione gravitazionale (g) = -10 m/s² , la velocità finale all'altezza massima (v t 2 ) = 0 e viene richiesta la velocità iniziale immediatamente dopo aver colpito il pavimento, quindi usa la formula v t 2 = v o 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
La velocità della palla dopo la collisione (v t ) è di 8 m/s
Impulso agente sulla palla (I)
L'impulso viene calcolato utilizzando la formula del teorema dell'impulso-quantità di moto.
Impulso (I) = variazione della quantità di moto (Δp)
I = m (v t – v o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton secondi
La risposta corretta è C.
2. Una pallina da ping pong con una massa di 5 grammi cade liberamente da una certa altezza (g = 10 ms⁻² ) . Quando tocca il pavimento, la sua velocità è di 6 ms⁻¹ e immediatamente dopo l'impatto rimbalza verso l'alto con una velocità di 4 ms⁻¹ . L'intensità dell'impulso che agisce sulla pallina è...
A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns
Discussione
È noto che :
Massa della sfera (m) = 5 grammi = 0,005 kg
La velocità della palla appena prima di toccare il pavimento (v o ) = -6 m/s
La velocità della palla immediatamente dopo aver colpito il pavimento (v t ) = 4 m/s
Velocità positive e negative indicano che la direzione della velocità della palla, ovvero la direzione del suo movimento prima della collisione, è opposta alla direzione del suo movimento dopo la collisione.
Domanda : Impulso (I)
Risposta :
Il teorema dell'impulso-quantità di moto afferma che l'impulso (I) è uguale alla variazione della quantità di moto (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 secondo
La risposta corretta è D.
3. Una palla di 20 grammi viene lanciata con una velocità v 1 = 4 ms -1 verso sinistra. Dopo aver colpito il muro, la palla rimbalza con una velocità v 2 = 2 ms -1 verso destra. L'impulso risultante è...
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Discussione
È noto che:
Massa della sfera (m) = 20 grammi = 0,020 kg
La velocità della palla prima della collisione (v o ) = -4 m/s (verso sinistra)
La velocità della palla dopo la collisione (v t ) = +2 m/s (verso destra)
v o riceve un segno negativo per distinguerne la direzione da v t.
Domanda: Impulso
Risposta :
Impulso (I) = variazione della quantità di moto (Δp) = mv t – mv o
Impulso (I) = m (v t – v o ) = 0,02 (2 – (-4))
Impulso (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impulso (I) = 0,12 Newton secondi.
La risposta corretta è B.
4. Una pallina da tennis di 100 grammi viene lasciata cadere sul pavimento da un'altezza di 20 cm senza velocità iniziale. Dopo aver colpito il pavimento, la pallina rimbalza con una velocità di 1 ms⁻¹ e (g = 10 ms⁻² ) . La variazione di quantità di moto subita dalla pallina è...
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
Discussione
È conosciuto :
Massa della sfera (m) = 100 grammi = 0,1 kg
Altezza (h) = 20 cm = 0,2 metri
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
La velocità della palla immediatamente dopo aver colpito il pavimento (v)t) = 1 m/s
Chiesto : cambiamento di quantità di moto della palla
Jawab :
La velocità della palla prima dell'impatto (v)o)
Calcola la velocità della palla prima dell'impatto utilizzando la formula della caduta libera. Data l'altezza di caduta libera della palla (h) = 0,2 metri, l'accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²2 e ha chiesto la velocità della palla quando colpisce il pavimento, quindi viene utilizzata la formula v2 = 2 gh
v2 = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
Il valore è negativo perché la direzione del movimento della palla prima dell'impatto con il pavimento è opposta alla direzione del movimento della palla dopo l'impatto.
Variazione della quantità di moto della palla (Δp)
Δp = mvt – mvo = m (vt - vo)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton secondo
La risposta corretta è B.
Fonte della domanda:
Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.
