Impuls – problemi u soluzzjonijiet

1. Ballun ta' 0.5 kg jaqa' ħieles minn għoli ta' h1 ₌ 7.2 metri u jirrifletti għoli ta' h2 ₌ 3.2 metri. Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità = 10 m/s2 ^. Iddetermina l-impuls.

Magħruf:

Massa tal-ballun (m) = 0.5 kg

L-ewwel għoli (h ₁ ) = 7.2 metri

It-tieni għoli (h2 ₎ = 3.2 metri

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Meħtieġ: Impuls (I)

Soluzzjoni:

Veloċità tal-ballun qabel il-ħabtiet (v _o )

Il-veloċità tal-ballun qabel il-ħabta kkalkulata bl-użu tal-ekwazzjoni tal-moviment tal-waqgħa ħielsa. Magħruf: Għoli (h) = 7.2 metri, aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s² ^. Meħtieġa : Veloċità finali wara l-ħabta.

v ² = 2 gh

v _o² = 2(10)(7.2) = 144

v _o = 2(10)(7.2) = 12 m/s

Il-veloċità tal-ballun qabel il-ħabta (v _o ) = -12 m/s. Is-sinjal tan-nuqqas jindika d-direzzjoni tal-ballun.

Veloċità tal-ballun wara l-ħabta ( _vt )

Veloċità tal-ballun wara l-ħabta kkalkulata bl-użu tal-ekwazzjoni tal-moviment vertikali. ^Magħruf: għoli (h) = 3.2 metri, aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = -10 m/s² ^, veloċità finali fl-għoli massimu (vt² ₎ = 0. Meħtieġa: Veloċità inizjali wara l-ħabta bejn il-ballun u l-art.

v _t² = v _o²⁺² gh

0 = v _o² + 2 (-10)(3.2)

v _o² = 64

v _o = √64 = 8 m/s

Il-veloċità tal-ballun wara l-ħabta (vt ₎ hija 8 m/s

Impuls (I)

Impuls (I) = il-bidla fil- momentum (Δp)

I = m (vt _– v _o ) = (0.5)(8-(-12)) = (0.5)(8 + 12) = (0.5)(20) = 10 Newton sekondi

2. Ballun ta' 5 grammi jaqa' liberament minn għoli u jolqot l-art. L-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità, g = 10 ms ^-2 . Il-veloċità tal-ballun qabel il-ħabta hija 6 ms ^-1 u wara l-ħabta, il-ballun jiġi rifless wieqaf b'4 m/s. Iddetermina l-impuls.

Magħruf:

Massa tal-ballun (m) = 5 grammi = 0.005 kg

Veloċità tal-ballun qabel il-ħabta (v _o ) = -6 m/s

Veloċità tal-ballun wara l-ħabta (vt ₎ = 4 m/s

Sinjali ta' żieda u tnaqqis jindikaw li d-direzzjoni ta' qabel il-ħabta hija opposta għad-direzzjoni ta' wara l-ħabta.

Meħtieġ: Impuls (I)

Soluzzjoni:

Impuls (I) = il-bidla totali fil-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 sekonda

3. Ballun ta' 20 gramma mitfugħ b'veloċità ta' 4 ms ^-1 lejn ix-xellug. Wara li jaħbat mal-ħajt, il-ballun jiġi rifless b'veloċità ta' v2 ₌ 2 ms ^-1 lejn il-lemin. Iddetermina l-impuls.

Magħruf:

Massa tal-ballun (m) = 20 gramma = 0.020 kg Impuls – problemi u soluzzjonijiet 1

Veloċità tal-ballun qabel il-ħabta (v _o ) = -4 m/s (lejn ix-xellug)

Veloċità tal-ballun wara l-ħabta (v _t ) = +2 m/s (lejn il-lemin)

Sinjali ta’ żieda u tnaqqis jindikaw id-direzzjoni opposta.

Meħtieġ: Impuls

Soluzzjoni:

Impuls (I) = il-bidla fil-momentum (Δp) = mv _t – mv _o

Impuls (I) = m (vt _– v _o ) = 0.02 (2 – (-4))

Impuls (I) = 0.02 (2 + 4) = 0.02 (6)

Impuls (I) = 0.12 Newton sekondi.

4. Ballun ta' 2 kg li jiċċaqlaq b'5 m/s jolqot ħajt u jaqbeż lura b'veloċità ta' -5 m/s. Sib l-impuls eżerċitat fuq il-ballun.
Soluzzjoni: Impuls = bidla fil-momentum = m(v₂ – v₁) = 2(-5 – 5) = -20 kg m/s

5. Oġġett ta' 3 kg jesperjenza forza ta' 6 N għal 4 sekondi. X'inhu l-impuls li jesperjenza l-oġġett?
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 6 × 4 = 24 N s

6. Oġġett ta' 0.5 kg jinsab wieqaf u mbagħad jiġi aċċellerat b'impuls ta' 10 N·s. X'inhi l-veloċità finali?
Soluzzjoni: Veloċità finali = Impuls / massa = 10 / 0.5 = 20 m/s

7. Impuls ta' 30 N·s jaġixxi fuq oġġett ta' 6 kg. X'inhi l-bidla fil-veloċità?
Soluzzjoni: Δv = Impuls / massa = 30 / 6 = 5 m/s

8. Ballun ta' 100 g li jiċċaqlaq bi 3 m/s jitwaqqaf minn impuls. X'inhu l-valur tal-impuls?
Soluzzjoni: Impuls = m(v₂ – v₁) = 0.1(0 – 3) = -0.3 kg m/s

9. Oġġett ta' 2 kg jesperjenza forza ta' 4 N għal 5 sekondi. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 4 × 5 = 20 N s

10. Oġġett b'massa ta' 3 kg qed jiċċaqlaq bi 3 m/s u jieqaf minħabba impuls. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 3) = -9 kg m/s

11. Oġġett ta' 5 kg jesperjenza forza ta' 2 N għal 3 sekondi. X'inhu l-impuls?
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 2 × 3 = 6 N s

12. Impuls ta' 8 N·s jaġixxi fuq oġġett ta' 4 kg. X'inhi l-bidla fil-veloċità?
Soluzzjoni: Δv = Impuls / massa = 8 / 4 = 2 m/s

13. Ballun ta' 1 kg li jiċċaqlaq b'2 m/s jolqot ħajt u jbiddel id-direzzjoni tiegħu bl-istess veloċità. Sib l-impuls eżerċitat fuq il-ballun.
Soluzzjoni: Impuls = m(v₂ – v₁) = 1(-2 – 2) = -4 kg·m/s

14. Oġġett ta' 4 kg jesperjenza forza ta' 3 N għal 3 sekondi. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 3 × 3 = 9 N s

15. Impuls ta' 10 N·s jaġixxi fuq oġġett ta' 2 kg. X'inhi l-bidla fil-veloċità?
Soluzzjoni: Δv = Impuls / massa = 10 / 2 = 5 m/s

16. Oġġett ta' 3 kg jesperjenza forza ta' 5 N għal 2 sekondi. X'inhu l-impuls li jesperjenza l-oġġett?
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 5 × 2 = 10 N s

17. Oġġett b'massa ta' 4 kg qed jiċċaqlaq bi 5 m/s u jieqaf minħabba impuls. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = m(v₂ – v₁) = 4(0 – 5) = -20 kg m/s

18. Oġġett ta' 2 kg jesperjenza forza ta' 6 N għal 3 sekondi. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 6 × 3 = 18 N s

19. Impuls ta' 12 N·s jaġixxi fuq oġġett ta' 3 kg. X'inhi l-bidla fil-veloċità?
Soluzzjoni: Δv = Impuls / massa = 12 / 3 = 4 m/s

20. Oġġett ta' 5 kg jesperjenza forza ta' 1 N għal 4 sekondi. X'inhu l-impuls?
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 1 × 4 = 4 N s

21. Impuls ta' 15 N·s jaġixxi fuq oġġett ta' 5 kg. X'inhi l-bidla fil-veloċità?
Soluzzjoni: Δv = Impuls / massa = 15 / 5 = 3 m/s

22. Ballun ta' 3 kg li jiċċaqlaq b'4 m/s jitwaqqaf minn impuls. X'inhu l-valur tal-impuls?
Soluzzjoni: Impuls = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 4) = -12 kg m/s

23. Oġġett ta' 2 kg jesperjenza forza ta' 5 N għal sekonda. Sib l-impuls.
Soluzzjoni: Impuls = FΔt = 5 × 1 = 5 N s

X'inhu impuls?
- Tweġiba: Impuls huwa l-prodott ta' forza u l-intervall ta' ħin li matulu taġixxi fuq oġġett. Jirrappreżenta l-bidla fil-momentum tal-oġġett u jingħata mill-formula $Impuls = F \times Δ t$ .
Kif jirrelata l-impuls mal-momentum?
- Tweġiba: Impuls huwa ugwali għall-bidla fil-momentum ta' oġġett. Jekk oġġett jesperjenza impuls, il-momentum tiegħu jinbidel bl-istess ammont.
Għaliex huwa aktar sikur li tinżel fuq tapit artab milli fuq art iebsa meta taqbeż minn għoli?
- Tweġiba: Tapit artab iżid il-ħin li jieħu biex il-persuna li taqbeż tieqaf, meta mqabbel ma' art iebsa. Ħin ta' waqfien itwal ifisser forza medja iżgħar eżerċitata fuq il-persuna li taqbeż, u b'hekk jitnaqqas ir-riskju ta' korriment. Dan il-ħin itwal jirriżulta f'forza mnaqqsa iżda fl-istess impuls.
Kif jaħdmu l-airbags fil-karozzi f'termini ta' impuls?
- Tweġiba: L-airbags jintefħu malajr waqt ħabta, u jżidu l-ħin li matulu l-momentum ta’ persuna jinġieb għal żero. Billi jiżdied l-intervall ta’ ħin tal-forza (deċelerazzjoni), il-forza medja eżerċitata fuq il-persuna titnaqqas, u dan inaqqas ir-riskju ta’ korriment.
Għaliex il-plejers tal-baseball "isegwu l-passi" meta jolqtu ballun?
- Tweġiba: Jekk issegwi l-ballun, dan iżid il-ħin ta' kuntatt bejn il-mazza u l-ballun. Ħin ta' kuntatt itwal ifisser li jista' jiġi applikat impuls akbar fuq il-ballun, li jista' jżid il-bidla fil-momentum tal-ballun, u potenzjalment jirriżulta f'daqqa aktar iebsa.
Għaliex l-oġġetti fit-trasport spiss jiġu ppakkjati b'materjali ta' ikkuttunar?
- Tweġiba: Materjali ta' ikkuttunar, bħal fowm jew bubble wrap, iżidu l-ħin li jieħu oġġett biex jieqaf meta jesperjenza forza (eż., waqt waqfien f'daqqa jew waqgħa). Dan inaqqas il-forza medja fuq l-oġġett għal impuls partikolari, u jgħin biex jipprevjeni l-ħsara.
Kif l-impuls jispjega l-effett li meta taqbeż ballun tal-basketball b'aktar forza?
- Tweġiba: L-applikazzjoni ta' aktar forza meta tkun qed tirrebaħ ballun tal-basketball iżżid l-impuls mogħti lill-ballun, u dan jirriżulta f'bidla akbar fil-momentum tal-ballun. Dan ifisser li l-ballun se jerġa' lura b'veloċità ogħla.
F'termini ta' impuls, għaliex l-atleti huma avżati biex "jirromblaw" meta jaqgħu?
- Tweġiba: It-tidwir meta taqa' jżid il-ħin li matulu sseħħ il-bidla fil-momentum. Dan ifisser li l-forza medja eżerċitata fuq il-ġisem tal-atleta titnaqqas, u b'hekk jitnaqqas il-potenzjal għal korriment.
Jekk żewġ forzi ta' kobor differenti jaġixxu fuq oġġett għall-istess tul ta' żmien, kif se jitqabblu l-impulsi tagħhom?
- Tweġiba: L-impuls huwa l-prodott tal-forza u l-ħin. Peress li t-tul taż-żmien huwa l-istess għaż-żewġ forzi, l-impuls tal-forza l-akbar se jkun akbar minn dak tal-forza l-iżgħar.
Għaliex il-golfers jużaw moviment ta' "swinging" meta jolqtu ballun tal-golf, f'termini ta' impuls?

Tweġiba: Il-moviment tat-tbandil iżid il-ħin ta' kuntatt bejn il-klabb tal-golf u l-ballun. Ħin ta' kuntatt itwal jippermetti li impuls akbar jingħata lill-ballun, li jwassal għal bidla akbar fil-momentum tal-ballun u, b'hekk, sewqan aktar 'il bogħod.