Voorbeelden van vragen over momentum en impuls

11 voorbeelden van vragen over momentum en impuls

1. Een bal met een massa van 0,2 kg wordt horizontaal met een snelheid van 10 m/s geworpen en raakt een muur. De bal stuitert vervolgens met dezelfde snelheid terug. De verandering in de impuls van de bal is...
Discussie

2. Een bal met een massa van 10 gram vrije val Een voorwerp valt van een bepaalde hoogte, raakt de vloer met een snelheid van 15 m/s en stuitert vervolgens omhoog met een snelheid van 10 m/s. Bepaal de impuls!
Discussie
Het is bekend :
Massa van de bal (m) = 10 gram = 0,01 kg
Initiële snelheid van de bal (v_o) = -15 m/s
Eindsnelheid van de bal (v_t) = 10 m/sec
gevraagd : Impuls (I)
Antwoorden :
Stellingformule impuls-momentum :
De grootte van de impuls is:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. Een bal van 200 gram wordt horizontaal geworpen met een snelheid van 4 m/s. Vervolgens wordt de bal in dezelfde richting geslagen als de eerste inslag. De contacttijd van de bal met de knuppel is 2 milliseconden en de snelheid van de bal na het verlaten van de knuppel is 12 m/s. De grootte van de kracht die de knuppel op de bal uitoefent is…
Discussie
Het is bekend :
Massa van de bal (m) = 200 gram = 0,2 kg
Initiële snelheid van de bal (v_o) = 4 m/sec
Eindsnelheid van de bal (v_t) = 12 m/sec
Contacttijdinterval (t) = 2 milliseconden = (2/1000) seconden = 0,002 seconden
gevraagd De grootte van de kracht (F)
Antwoorden :
Impulsformule:
I = F t
Formule voor verandering van impuls:
huis_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Impuls-momentumstelling formule :
De kracht die de knuppel op de bal uitoefent, bedraagt ​​800 Newton.

4. Een bal met een massa van 20 gram wordt met een snelheid v geworpen.₁ = 4 ms^-1 naar links. Nadat de bal de muur raakt, stuitert hij verder met een snelheid van v.₂ = 2 ms^-1 naar rechts. De grootte van de opgewekte impuls is...

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

Discussie
Het is bekend dat:
Massa van de bal (m) = 20 gram = 0,020 kg
De snelheid van de bal vóór de botsing (v)_o) = -4 m/s (naar links)
De snelheid van de bal na de botsing (v)_t) = +2 m/s (naar rechts)
v_o krijgt een negatief teken om de richting ervan te onderscheiden van vt.
Gevraagd: Impuls
Antwoord :
Impuls (I) = verandering in impuls (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 Newtonseconden.
Het juiste antwoord is B.

5. De volgende afbeelding toont twee ballen A (massa = 2 kg) en bal B (massa = 5 kg) vóór en na de botsing. Als de botsing perfect elastisch is, dan is de snelheid van bal A vóór de botsing….

A. 12 ms^-1

B. 10 ms ^-1

C. 5 ms ^-1

D. 4 ms ^-1

E. 2 ms ^-1

Discussie

Het is bekend dat:

Massa van bal A (m _A ) = 2 kg

Massa van bal B (m _B ) = 5 kg

De snelheid van bal B vóór de botsing (v _B ) = 2 m/s

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

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

Zowel de ballen vóór als na de botsing bewegen naar rechts, dus de snelheid krijgt een positief teken.

Vraag: Snelheid van bal A vóór de botsing ( _vA )

Antwoord :

Bereken de snelheid van bal A vóór de botsing (vA ₎ met behulp van de formule voor de wet van behoud van impuls:

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

2(v _EEN ) + (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

Het juiste antwoord is B.

6. Objecten A en B bewegen zoals weergegeven in de afbeelding. Als er een perfect elastische botsing plaatsvindt en de snelheid van object B na de botsing 15 ms⁻¹ wordt ^, wat is dan de snelheid van object A na de botsing?

A. 2 ms^-1

B. 4 ms ^-1

C. 8 ms ^-1

D. 10 ms ^-1

E. 12 ms ^-1

Discussie

Het is bekend dat:

Massa van object A (m _A ) = 5 kg

Massa van object B (m _B ) = 2 kg

De snelheid van object A vóór de botsing (v _A ) = 12 m/s

De snelheid van object B vóór de botsing (v _B ) = 10 m/s

De snelheid van object B na de botsing (v _B ') = 15 m/s

Zowel het object vóór als na de botsing beweegt naar rechts, dus de snelheid krijgt een positief teken.

Vraag: Wat is de snelheid van object A na de botsing (v _A ')?

Antwoord :

Bereken de snelheid van bal A vóór de botsing (vA ₎ met behulp van de formule voor de wet van behoud van impuls:

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

(5)(12) + (2)(10) = (5)v _EEN ' + (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

Het juiste antwoord is D.

7. Een pingpongbal met een massa van 5 gram valt vrij van een bepaalde hoogte (g = 10 ms⁻² ⁾ . Wanneer de bal de grond raakt, is zijn snelheid 6 ms⁻¹ ^en direct na de landing stuitert de bal omhoog met een snelheid van 4 ms⁻¹ ^. De grootte van de impuls die op de bal werkt is...

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

Discussie
Het is bekend :
Massa van de bal (m) = 5 gram = 0,005 kg
De snelheid van de bal vlak voordat hij de grond raakt (v)_o) = -6 m/s
De snelheid van de bal direct nadat hij de vloer raakt (v)_t) = 4 m/sec
Positieve en negatieve snelheden betekenen dat de richting van de snelheid van de bal, ofwel de bewegingsrichting van de bal vóór de botsing, tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de bal ná de botsing.
gevraagd : Impuls (I)
Antwoorden :

Impuls-momentumstelling Dat stelt puls (Ik) hetzelfde als verandering in impuls (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 Newtonseconde
Het juiste antwoord is D.

8. Een bal met een massa van 0,5 kg valt vrij van een hoogte h.₁ = 7,2 m boven de vloer en stuitert tot een hoogte van h₂ = 3,2 m. Als de zwaartekrachtversnelling van de aarde = 10 ms^-2De impuls die op de bal inwerkt is...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Discussie
Het is bekend :
Massa van de bal (m) = 0,5 kg
De hoogte van de vallende bal (h)₁) = 7,2 meter
De hoogte van de stuiterende bal (h)₂) = 3,2 meter
De zwaartekrachtversnelling van de aarde (g) = 10 m/s²²
gevraagd : Impuls die op de bal inwerkt
Antwoorden :
De snelheid van de bal vlak voor de impact (v)_o)
Bereken de snelheid van de bal vlak voor de inslag met behulp van de formule voor vrije val. Gegeven hoogte (h) = 7,2 meter, versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s².² en vroeg naar de eindsnelheid vlak voordat het de grond raakte, gebruik daarom de formule v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
De snelheid van de bal vóór de impact (v)_o) is -12 m/s. Het minteken geeft alleen de richting aan.
De snelheid van de bal direct na de botsing (v)_t)
Bereken de snelheid van de bal direct na de impact met behulp van de formule voor opwaartse verticale beweging. Gegeven hoogte (h) = 3,2 meter, versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = -10 m/s².², eindsnelheid op maximale hoogte (v_t²) = 0 en de beginsnelheid wordt direct na het raken van de vloer gevraagd, gebruik daarom de formule 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
De snelheid van de bal na de botsing (v)_t) is 8 m/s
Impuls die op de bal inwerkt (I)
De impuls wordt berekend met behulp van de impuls-momentumstellingformule.
Impuls (I) = verandering in impuls (Δp)
I = m (v_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newtonseconden
Het juiste antwoord is C.

9. Een bal van 100 gram wordt horizontaal geworpen met een snelheid van 5 m/s. De bal wordt vervolgens in dezelfde richting geslagen als de oorspronkelijke worp. Als de bal 2 ms in contact blijft met de knuppel en de snelheid van de bal na het verlaten van de knuppel 10 m/s is, wat is dan de grootte van de kracht die de knuppel uitoefent?
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
O. 400 N
Discussie:

Het is bekend :
m = 100 gram = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milliseconden = 2 x 10^-3 seconde
v_t = +10 m/s
gevraagd :
De kracht die de slagman op de bal uitoefent (F)?
Antwoorden :
Impulsformule :
I = F t
Formule voor verandering van impuls :
Impuls-momentumstelling :
Impuls = verandering in momentum

Het juiste antwoord is B.

10. Een bal met een massa van 0,1 kg wordt horizontaal naar rechts geworpen met een snelheid van 20 m/s. Na de slag beweegt de bal naar links met een snelheid van 30 m/s. De impuls die de knuppel aan de bal geeft is….
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Discussie:
Het is bekend :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
gevraagd :
Impuls (I) ?
Antwoorden :
Impuls = verandering in momentum
I = m (v_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Het juiste antwoord is D.

11. Een honkbal van 0,5 kg beweegt aanvankelijk naar links met een snelheid van 2 m/s. Vervolgens wordt de bal geraakt met een kracht F tegengesteld aan de bewegingsrichting van de bal, waardoor de snelheid van de bal verandert in 5 m/s. Als de bal 0,01 seconde in contact is met de knuppel, is de verandering in impuls...
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
Discussie:
Het is bekend :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 seconden
gevraagd :
Verandering van impuls?
Antwoorden :
Verandering in impuls = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N·s
Het juiste antwoord is D.