Соқтығысу импульсінің импульсі бойынша сұрақтардың 12 мысалы
1 SСуретте көрсетілгендей, массасы 40 грамм шар пішінді резеңке оқ қабырғаға көлденең атылады. Егер шар бірдей жылдамдықпен секірсе, онда шардың импульсінің өзгеруі ...
далах…
A. 2 Нс
B. 3 Нс
C. 4 Нс
D. 5 Нс
E. 6 Нс
Талқылау
Белгілі болғандай :
Массасы (м) = 40 грамм = 0,04 кг
Бастапқы жылдамдық (v o ) = – 50 м/с
Соңғы жылдамдық (vt ) = 50 м/с
Доптың қозғалыс бағыты (жылдамдық бағыты) қарама-қарсы, сондықтан бастапқы жылдамдық пен соңғы жылдамдықтың әртүрлі белгілері бар.
Сұрақ қойылды : доптың импульсі қаншаға өзгереді
Жауап :
Импульстің өзгеру формуласы:
Δp = m ( vt – v o ) = (0,04)(50 – (-50)) = (0,04)(50 + 50)
Δp = (0,04)(100) = 4 Нс
Дұрыс жауап - C.
2. Суретте көрсетілгендей, 75 граммдық резеңке шар қабырғаға соғылғанша көлденең лақтырылды. Егер резеңке шар сол жылдамдықпен кері секірсе, онда пайда болған импульстің шамасы...
A. 0
B. 1,5 Нс
C. 3,0 Нс
D. 3,7 Нс
E. 5,5 Нс
Талқылау
Белгілі болғандай :
Шардың массасы (м) = 75 грамм = 0,075 кг
Бастапқы жылдамдық (v o ) = -20 м/с
Соңғы жылдамдық (vt ) = 20 м/с
Доптың қозғалыс бағыты (жылдамдық бағыты) қарама-қарсы, сондықтан бастапқы жылдамдық пен соңғы жылдамдықтың әртүрлі белгілері бар.
Сұрақ қойылды : импульс
Жауап :
Импульс = импульстің өзгеруі
I = Δp
I = m (v t – v o ) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Нс
Ns Ньютон секундын білдіреді.
Дұрыс жауап - C.
3. Суретте көрсетілгендей, массалары бірдей екі дене бір-біріне қарай түзу сызық бойымен қозғалады!
Егер v2 ' соқтығысудан кейінгі оңға қарай 5 мс –1 жылдамдықпен объектінің (2) жылдамдығы болса , онда соқтығысудан кейінгі v1' (1) жылдамдығының шамасы .....
A. 7 мс-1
B. 9 мс −1
C. 13 мс −1
D. 15 мс −1
E. 17 мс −1
Талқылау
Белгілі болғандай:
Екі заттың да массасы бірдей = m
1-ші нысанның соқтығысқанға дейінгі жылдамдығы (v1 ) = 8 м/с
2-ші нысанның соқтығысу алдындағы жылдамдығы (v2 ) = 10 м/с
Соқтығысудан кейінгі 2-ші нысанның жылдамдығы (v2 ' ) = 5 м/с
Сұрақ: Соқтығысудан кейінгі 1-ші нысанның жылдамдығы (v 1 ')
Жауап:
Бұл жетілмеген серпімді соқтығысу. v 1 ' импульстің сақталу заңын қолдана отырып есептеледі:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')
v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '
8 + 10 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 м/с
Дұрыс жауап - C.
4. Әрқайсысының массасы m 1 = 2 кг және m 2 = 1 кг болатын екі шар келесі суретте көрсетілгендей, v 1 = 2 м с -1 және v 2 = 4 м с -1 жылдамдықпен қарама-қарсы бағытта домалап келеді . Содан кейін екі шар соқтығысады және соқтығысудан кейін бір-біріне жабысады. Соқтығысудан кейінгі екі шардың жылдамдығы...
A. 2 мс-1
B. 1,2 мс -1
C. 1 мс -1
D. 0,5 мс -1
E. нөл
Талқылау
Белгілі болғандай :
Шардың массасы 1 (м1 ) = 2 кг
Шардың массасы 2 (м2 ) = 1 кг
Соқтығысқанға дейінгі 1-доптың жылдамдығы (v1 ) = 2 м/с
Соқтығысқанға дейінгі 2-доптың жылдамдығы (v2 ) = -4 м/с
Жылдамдық оң және теріс, себебі доптың қозғалыс бағыты қарама-қарсы. Оң және теріс белгілер доптың қозғалыс бағытын көрсетеді.
Сұрақ : Соқтығысудан кейінгі доптың жылдамдығы (v')
Жауап :
Бұл сұрақ серпімсіз соқтығысуларға қатысты. Серпімсіз соқтығысуларда кинетикалық энергияның сақталу заңы қолданылмайды және тек импульстің сақталу заңы қолданылады. Соқтығысудан кейінгі шардың жылдамдығы импульстің сақталу заңының формуласын пайдаланып есептеледі.
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Дұрыс жауап - Е.
5. Суретте көрсетілгендей, А және В екі шарының бір-біріне қарай қозғалатын массалары бірдей, сәйкесінше 4 мс -1 және 6 мс -1 жылдамдықпен ! Содан кейін екеуі де серпімді түрде соқтығысады, ал соқтығысудан кейінгі В затының жылдамдығы бастапқы қозғалысына қарама-қарсы бағытта 4 мс -1 құрайды . Соқтығысудан кейінгі А шарының жылдамдығы...
A. 2 мс-1
B. 2,5 мс -1
C. 4 мс -1
D. 5 мс -1
E. 6 мс -1
Талқылау
Белгілі болғандай :
А шарының массасы (м А ) = м
B шарының массасы (м B ) = м
А шарының соқтығысқанға дейінгі жылдамдығы (v A ) = 4 м/с
Соқтығысуға дейінгі В шарының жылдамдығы (vB ) = 6 м/с
Соқтығысудан кейінгі В шарының жылдамдығы (vB ' ) = 4 м/с
Сұрақ : Соқтығысудан кейінгі А шарының жылдамдығы (v A ')
Жауап :
Егер серпімді соқтығысқан екі заттың массалары бірдей болса, онда соқтығысқаннан кейін екі заттың жылдамдықтары алмасады.
Соқтығысқанға дейінгі А шарының жылдамдығы (vA ) = соқтығысқаннан кейінгі В шарының жылдамдығы (vB ' ) = 4 м/с
Соқтығысқанға дейінгі В шарының жылдамдығы (vB ) = соқтығысқаннан кейінгі А шарының жылдамдығы (vA ' ) = 6 м/с
Егер А шары соқтығысу алдында солға қарай қозғалса, онда соқтығысудан кейін А шары оңға қарай қозғалады. Сол сияқты, егер В шары соқтығысу алдында оңға қарай қозғалса, онда соқтығысудан кейін В шары солға қарай қозғалады. Сонымен, абсолютті серпімді соқтығысуда, соқтығысу алдындағы және кейінгі нысандардың қозғалыс бағыты қарама-қарсы.
Дұрыс жауап - Е.
6. Әрқайсысының массасы 4 кг және 5 кг болатын А және В нысандары суретте көрсетілгендей қарама-қарсы бағытта қозғалады. Содан кейін олар соқтығысады, соқтығысудан кейін екі нысан A = 4 мс -1 жылдамдықпен және B = 2 мс -1 жылдамдықпен бағытын өзгертеді . Демек, соқтығысу алдындағы В нысанының жылдамдығы...
A. 6,0 мс-1
B. 3,0 мс -1
C. 1,6 мс -1
D. 1,2 мс -1
E. 0,4 мс -1
Талқылау
Белгілі болғандай :
А затының массасы (м А ) = 4 кг
B затының массасы (м B ) = 5 кг
А нысанының соқтығысқанға дейінгі жылдамдығы (v A ) = 6 м/с
Соқтығысудан кейінгі А нысанының жылдамдығы (v A ') = 4 м/с
Соқтығысудан кейінгі В нысанының жылдамдығы (vB ' ) = -2 м/с
Оң және теріс белгілер доптың қозғалыс бағытының қарама-қарсы бағытын сипаттайды.
Сұрақ : Соқтығысуға дейінгі В нысанының жылдамдығы ( vB )
Жауап :
Бұл есепте соқтығысу түрі түсіндірілмеген. Дегенмен, белгілі шамаларға сүйене отырып, бұл есептің жартылай серпімді соқтығысуға немесе жетілмеген серпімді соқтығысуға қатысты екендігі туралы қорытынды жасалады. Жартылай серпімді соқтығысуда кинетикалық энергияның сақталу заңы қолданылмайды; тек импульстің сақталу заңы қолданылады. Соқтығысу алдындағы В объектісінің жылдамдығы импульстің сақталу заңын қолдана отырып есептеледі.
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v B ')
24 – 10 = 16 + 5(v B ')
14 – 16 = 5 (v B ')
-2 = 5 (v B ')
v B ' = -2/5
v B ' = -0,4
Теріс белгі соқтығысудан кейінгі В нысанының қозғалыс бағыты соқтығысу алдындағы нысанның бағытына қарама-қарсы екенін білдіреді.
Дұрыс жауап - Е.
7. 200 граммдық доп 80 см биіктіктен бастапқы жылдамдықсыз лақтырылды. Еденге соғылғаннан кейін, доп 1 мс -1 (g = 10 мс -2 ) жылдамдықпен кері секіреді. Шарға түсетін импульстің шамасы...
A. 1,6 Нс
B. 1,5 Нс
C. 1,0 Нс
D. 0,8 Нс
E. 0,6 Нс
Талқылау
Белгілі болғандай:
Шардың массасы = 200 грамм = 0,2 кг
Биіктігі = 80 см = 0,80 м
Доптың еденге тигенге дейінгі жылдамдығы = ….
Доптың еденге соғылғаннан кейінгі жылдамдығы / секіруі = 1 м/с
Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с 2
Сұрақ: Импульстің шамасы (I)
Жауап:
Доптың еденге тигенге дейінгі жылдамдығы
Алдымен еркін құлау қозғалысының формуласын қолдана отырып, доп еденге түсер алдындағы жылдамдығын есептеңіз.
Белгілі болғандай:
Биіктігі (биіктігі) = 80 см = 0,8 м
Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с 2
Сұрақ: Соңғы жылдамдық ( vt )
Жауап:
v t 2 = 2 gh = 2(10)(0,8) = 2(8) = 16
v t = √ 16 = 4 м/с
Импульс шамасы (I)
Белгілі болғандай:
Шардың массасы (м) = 200 грамм = 0,2 кг
Доптың еденге тигенге дейінгі жылдамдығы (v o ) = -4 м/с
Доп еденге соғылғаннан кейінгі жылдамдығы / доп секіргеннен кейін (vt ) = 1 м/с
Доптың қозғалыс бағыты немесе жылдамдығының бағыты әртүрлі, сондықтан бір жылдамдық оң, ал екіншісі теріс.
Сұрақ қойылды: Импульс (I)
Жауап:
Импульс-импульс теоремасы импульс = импульстің өзгеруі деп тұжырымдайды. Математикалық тұрғыдан:
I = Δp
I = m (vt – v o )
I = (0,2)(1– (-4))
I = (0,2)(1 + 4)
I = (0,2)(5)
I = 1 Нс
Дұрыс жауап - C.
8. Келесі суретке қараңыз!
Массалары бірдей m1 = m2 = 0,5 кг екі зат бірдей биіктіктен радиусы 1/5 метр болатын тегіс ойыс жолмен бір мезгілде ұшырылды. Егер екі зат абсолютті серпімді соқтығысса, онда соқтығысудан кейінгі әрбір заттың жылдамдығы... (g = 10 м/с -1 )
A. v'1 = -1 мс-1 ; v'2 = 2 мс-1
B. v' 1 = +1 мс -1 ; v' 2 = -2 мс -1
C. v' 1 = -2 мс -1 ; v' 2 = +2 мс -1
D. v' 1 = -2 мс -1 ; v' 2 = +3 мс -1
E. v' 1 = +3 мс -1 ; v' 2 = -2 мс -1
Талқылау
Белгілі болғандай:
Заттың массасы (м) = м1 = м2 = 0,5 кг
Бастапқы биіктік (сағ 1 ) = 1/5 метр
Соңғы биіктік (сағ 2 ) = 0 (жолдың негізі)
Нысанның бастапқы жылдамдығы (v1 ) = 0 (бастапқыда нысан тыныштықта болады)
Нысанның соңғы жылдамдығы (v2 ) = …. (траекторияның төменгі жағындағы нысанның жылдамдығы = соқтығысу алдындағы нысанның жылдамдығы)
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с
Сұрақ: Соқтығысқаннан кейінгі әрбір заттың жылдамдығы
Жауап:
Соқтығысуға дейінгі нысанның жылдамдығы
Алдымен, механикалық энергияның сақталу заңының формуласын пайдаланып, соқтығысу алдындағы дененің жылдамдығын есептеңіз . Соқтығысу алдындағы дененің жылдамдығы = траекторияның төменгі жағына жеткендегі дененің жылдамдығы = дененің соңғы жылдамдығы.
Бастапқы механикалық энергия = Соңғы механикалық энергия
Гравитациялық потенциал энергиясы + Кинетикалық энергия = Гравитациялық потенциал энергиясы + Кинетикалық энергия
мг/сағ 1 + 1/2 мв 1 2 = мг/сағ 2 + 1/2 мв 2 2
мг/г 1 + 0 = 0 + 1/2 мв 2 2
мг/г 1 = 1/2 мв 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(1/5) = v 2 2
2 ( 2) = v22
4 = v 2 2
v 2 = √4
v 2 = 2 м/с
Соқтығысқанға дейінгі әрбір нысанның жылдамдығы = 2 м/с.
Соқтығысудан кейінгі нысанның жылдамдығы
Соқтығысудан кейінгі заттардың жылдамдығын абсолютті серпімді соқтығысу формуласын қолданып есептеңіз.
Абсолютті серпімді соқтығысу кезінде, егер екі заттың массалары бірдей және қозғалыстары қарама-қарсы болса, онда олар соқтығысқан кезде екі зат жылдамдықпен алмасады. Мысалы, соқтығысу алдында А зат 2 м/с жылдамдықпен, ал В зат -4 м/с жылдамдықпен қозғалады. Соқтығысудан кейін А зат 4 м/с жылдамдықпен, ал В зат -2 м/с жылдамдықпен қозғалады. Теріс және оң белгілер екі заттың қарама-қарсы бағытта екенін көрсетеді.
Бұл сұрақта соқтығысуға дейінгі қозғалыс бағыты қарама-қарсы және соқтығысуға дейінгі екі заттың жылдамдығы 2 м/с, сондықтан соқтығысқаннан кейінгі екі заттың жылдамдығы да 2 м/с, бірақ белгілері әртүрлі, біреуі оң, екіншісі теріс.
Дұрыс жауап - C.
9. Келесі суретке қараңыз!
Массасы 2 кг А нысаны және массасы 3 кг В нысаны бастапқы жылдамдықсыз 1/4 шеңбердің центрінен бір уақытта босатылады. Екі нысан да тегіс иілген бет арқылы өтіп, С нүктесінде абсолютті серпімді түрде соқтығысады (g = 10 мс -2 ). Соқтығысудан кейін бірден А және В нысандарының жылдамдығы...
A. -2 мс-1 және -2 мс-1
B. -3 мс -1 және 7 мс -1
C. -4 мс -1 және 7 мс -1
D. 4 мс -1 және -3 мс -1
E. 7 мс -1 және 3 мс -1
Талқылау
Белгілі болғандай:
А затының массасы (м1 ) = 2 кг
B затының массасы (м² ) = 3 кг
Бастапқы биіктігі (сағ 1 ) = 5 метр
Соңғы биіктік (сағ 2 ) = 0 (жолдың негізі)
Нысанның бастапқы жылдамдығы (v1 ) = 0 (бастапқыда нысан тыныштықта болады)
Нысанның соңғы жылдамдығы (v2 ) = …. (траекторияның төменгі жағындағы нысанның жылдамдығы = соқтығысу алдындағы нысанның жылдамдығы)
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с
Сұрақ: Соқтығысқаннан кейінгі әрбір заттың жылдамдығы
Жауап:
Соқтығысуға дейінгі нысанның жылдамдығы
Алдымен, механикалық энергияның сақталу заңын қолдана отырып, соқтығысу алдындағы нысанның жылдамдығын есептеңіз . Соқтығысу алдындағы нысанның жылдамдығы = нысанның жолдың түбіне жеткендегі жылдамдығы.
Бастапқы механикалық энергия = Соңғы механикалық энергия
Гравитациялық потенциалдық энергия = Кинетикалық энергия
мг/г 1 = 1/2 мв 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(5) = v22
100 = v 2 2
v 2 = √100
v 2 = 10 м/с
Соқтығысқанға дейінгі әрбір заттың жылдамдығы = 10 м/с. Нысанның массасы соңғы жылдамдыққа әсер етпейді.
Соқтығысудан кейінгі нысанның жылдамдығы
Екі нысанның массалары әртүрлі және олар қарама-қарсы бағытта қозғалады, сондықтан соқтығысқаннан кейінгі әрбір нысанның жылдамдығы келесі теңдеу арқылы есептеледі:
Соқтығысқаннан кейінгі әрбір нысанның жылдамдығы:
10. Екі шардың әрқайсысының массасы m1 = 2 кг және м2 = 1 кг қарсы бағытта v жылдамдықпен домалайды1 = 2 мс-1 және v2 = 4 мс-1 Келесі суреттегідей. Содан кейін екі шар соқтығысады және соқтығысқаннан кейін олар бір-біріне жабысады. Кецепатан Соқтығысудан кейінгі екі шар...
A. 2 мс-1
B. 1,2 мс-1
C. 1 мс-1
D. 0,5 мс-1
E. нөл
Талқылау
Ол белгілі :
Шардың массасы 1 (м1) = 2 кг
Шардың массасы 2 (м2) = 1 кг
Соқтығысуға дейінгі 1-ші шардың жылдамдығы (v1) = 2 м/с
Соқтығысуға дейінгі 2-ші шардың жылдамдығы (v2) = -4 м/с
Жылдамдық оң және теріс, себебі доптың қозғалыс бағыты қарама-қарсы. Оң және теріс белгілер доптың қозғалыс бағытын көрсетеді.
Сұралған Соқтығысудан кейінгі доптың жылдамдығы (v')
Джаваб :
Бұл сұрақ мынаған байланысты серпімсіз соқтығысуСерпімсіз соқтығысу кезінде кинетикалық энергияның сақталу заңы қолданылмайды және тек қолданылады импульстің сақталу заңыСоқтығысудан кейінгі доптың жылдамдығы импульстің сақталу заңының формуласын пайдаланып есептеледі.
m1 v1 + м2 v2 = (м1 + м2) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Дұрыс жауап - Е.
11. А және В екі шарының массалары бірдей және бір-біріне қарай 4 м/с жылдамдықпен қозғалады.-1 және 6 мс-1 суреттегідей! Содан кейін екеуіабсолютті серпімді соқтығысу, ал соқтығысудан кейінгі В нысанының жылдамдығы 4 мс-1 бастапқы қозғалысына қарама-қарсы бағытта. Соқтығысудан кейін бірден А шарының жылдамдығы...
A. 2 мс-1
B. 2,5 мс-1
C. 4 мс-1
D. 5 мс-1
E. 6 мс-1
Талқылау
Ол белгілі :
Шардың массасы A (м)A) = м
B шарының массасы (мB) = м
Соқтығысуға дейінгі А шарының жылдамдығы (vA) = 4 м/с
Соқтығысуға дейінгі В шарының жылдамдығы (vB) = 6 м/с
Соқтығысудан кейінгі В шарының жылдамдығы (vB') = 4 м/с
Сұралған Соқтығысудан кейінгі А шарының жылдамдығы (vA')
Джаваб :
Егер серпімді соқтығысқан екі заттың массалары бірдей болса, онда соқтығысқаннан кейін екі заттың массалары алмасады. жылдамдық.
Соқтығысуға дейінгі А шарының жылдамдығы (vA) = соқтығысудан кейінгі В шарының жылдамдығы (vB') = 4 м/с
Соқтығысуға дейінгі В шарының жылдамдығы (vB) = соқтығысудан кейінгі А шарының жылдамдығы (vA') = 6 м/с
Егер А шары соқтығысу алдында солға қарай қозғалса, онда соқтығысудан кейін А шары оңға қарай қозғалады. Сол сияқты, егер В шары соқтығысу алдында оңға қарай қозғалса, онда соқтығысудан кейін В шары солға қарай қозғалады. Сонымен, абсолютті серпімді соқтығысуда, соқтығысу алдындағы және кейінгі нысандардың қозғалыс бағыты қарама-қарсы.
Дұрыс жауап - Е.
12. Әрқайсысының массасы 4 кг және 5 кг болатын А және В нысандары суретте көрсетілгендей қарама-қарсы бағытта қозғалады. Содан кейін олар соқтығысады, соқтығысудан кейін екі нысан А = 4 мс жылдамдықпен бағытын өзгертеді.-1 және B жылдамдығы = 2 мс-1, онда соқтығысуға дейінгі В нысанының жылдамдығы...
A. 6,0 мс-1
B. 3,0 мс-1
C. 1,6 мс-1
D. 1,2 мс-1
E. 0,4 мс-1
Талқылау
Ол белгілі :
А нысанының массасы (м)A) = 4 кг
B нысанының массасы (м)B) = 5 кг
Соқтығысуға дейінгі А нысанының жылдамдығы (vA) = 6 м/с
Соқтығысудан кейінгі А нысанының жылдамдығы (vA') = 4 м/с
Соқтығысудан кейінгі В нысанының жылдамдығы (vB') = -2 м/с
Оң және теріс белгілер доптың қозғалыс бағытының қарама-қарсы бағытын сипаттайды.
Сұралған Соқтығысуға дейінгі В нысанының жылдамдығы (vB)
Джаваб :
Бұл сұрақта соқтығысу түрі түсіндірілмеген. Дегенмен, белгілі шамаларға сүйене отырып, бұл сұрақтың жартылай серпімді соқтығысуға немесе жетілмеген серпімді соқтығысуға қатысты екендігі туралы қорытынды жасауға болады. жартылай серпімді соқтығысу Кинетикалық энергияның сақталу заңы қолданылмайды және тек импульстің сақталу заңы ғана қолданылады. Соқтығысуға дейінгі В объектісінің жылдамдығы импульстің сақталу заңының теңдеуін пайдаланып есептеледі.
mA vA + мB vB = мA vA' + мB vB«
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(vB')
24 – 10 = 16 + 5(v)B')
14 – 16 = 5 (vB')
-2 = 5 (vB')
vB' = -2/5
vB' = -0,4
Теріс белгі соқтығысудан кейінгі В нысанының қозғалыс бағыты соқтығысу алдындағы нысанның бағытына қарама-қарсы екенін білдіреді.
Дұрыс жауап - Е.
Сұрақ көзі:
Жоғары сынып/кәсіптік орта мектепке арналған физикадан ұлттық емтихан сұрақтары
