8 voorbeelden van vragen over lineaire impuls
1. Een object met een massa van 1 kg beweegt met een snelheid van 10 m/s. stuwkracht Het object is…
Discussie
Het is bekend :
Massa (m) = 1 kg
Snelheid (v) = 10 m/s
gevraagd : lineaire impuls (p)
Antwoorden :
Impulsformule: p = mv
Beschrijving: p = impuls, m = massa, v = kecepatan.
Het momentum van een object is:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
2. Twee objecten, met een massa van respectievelijk 2 kg en 4 kg, bewegen met een snelheid van 20 m/s. De impuls van elk object is…
Discussie
Het is bekend :
Massa van object A (mA) = 2kg
Massa van object B (mB) = 4kg
De snelheid van object A (v)A) = 20 m/sec
De snelheid van object B (vB) = 20 m/sec
gevraagd : impuls van object A (pA) en het momentum van object B (pB)
Antwoorden :
Impuls van object A :
pA = mA vA = (2)(20) = 40 kg m/s
Impuls van object B :
pB = mB vB = (4)(20) = 80 kg m/s
Als de snelheid van beide objecten gelijk is, heeft het object met de grootste massa een grotere impuls.
3. Objecten A en B hebben elk een massa van 2 kg. Object A beweegt met een snelheid van 2 m/s en object B beweegt met een snelheid van 4 m/s. De impuls van object A en object B is…
Discussie
Het is bekend :
Massa van object A (mA) = 2kg
Massa van object B (mB) = 2kg
De snelheid van object A (v)A) = 2 m/sec
De snelheid van object B (vB) = 4 m/sec
gevraagd : impuls van object A (pA) en het momentum van object B (pB)
Antwoorden :
Impuls van object A :
pA = mA vA = (2)(2) = 4 kg m/s
Impuls van object B :
pB = mB vB = (2)(4) = 8 kg m/s
Als de massa van beide objecten gelijk is, heeft het object met de grootste snelheid het grootste momentum.
4. Een object met een massa van 5 kg is in rust. Het momentum van het object is…
Discussie
Het is bekend :
Massa van het object (m) = 5 kg
Snelheid van het object (v) = 0
gevraagd : impuls van het object (p)
Antwoorden :
p = mv = (5)(0) = 0
Als een object in rust is, is de impuls van het object nul, ongeacht hoe groot de massa ervan is.
5. In een honkbalwedstrijd beweegt een bal met een massa van 0,5 kg aanvankelijk 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 6 m/ s . Als de bal 0,01 seconden in contact is met de knuppel, wat is dan de verandering in impuls?
A. 8 kg ms -1
B. 6 kg ms -1
C. 5 kg ms -1
D. 4 kg ms -1
E. 2 kg ms -1
Discussie
Het is bekend dat:
Massa van de bal (m) = 0,5 kg
Beginsnelheid (v o ) = 2 m/s
Eindsnelheid (v t ) = -6 m/s
Tijdsinterval (t) = 0,01 seconde
Gevraagd: Verandering in momentum
Antwoord :
Formule voor verandering van impuls:
∆ p = mv t – mv o = m (v t – v o )
∆ p = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)
∆ p = (0,5 kg)(-8)
∆p = 4 kg m/s
Het juiste antwoord is D.
6. Een voorwerp met een massa van 100 gram beweegt met een snelheid van 5 m/s⁻¹ . Om het voorwerp tot stilstand te brengen, werkt er gedurende 0,2 s een weerstandskracht F. De grootte van de kracht F is...
A. 0,5 N
B. 1,0 N
C. 2,5 N
D. 10 N
O. 25 N
Discussie
Het is bekend dat:
Massa van het object (m) = 100 gram = 100/1000 = 0,1 kg
Initiële snelheid van het object (v o ) = 5 m/s
De eindsnelheid van het object (v t ) = 0
Botsingstijd (Δt) = 0,2 seconden
Vraag: De grootte van de kracht F
Antwoord :
De impuls-momentumstelling stelt dat de impuls gelijk is aan de verandering in momentum.
I = ΔP
F (Δt) = m (v t – v o )
F (0,2) = 0,1 (0 – 5)
F (0,2) = -0,5
F = -0,5 / 0,2
F = -2,5N
De grootte van de kracht is 2,5 Newton. Het minteken geeft de richting van de kracht aan. Een negatief Gaa-teken betekent dat de kracht tegengesteld gericht is aan de beweging van het object.
Het juiste antwoord is C.
7. Een tennisbal met een massa van 100 gram wordt vanaf een hoogte van 20 cm op de grond gegooid zonder beginsnelheid. Na de landing stuitert de bal met een snelheid van 1 m/ s en (g = 10 m/ s² ). De verandering in impuls die de bal ondervindt is...
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
Discussie
Het is bekend dat :
Massa van de bal (m) = 100 gram = 0,1 kg
Hoogte (h) = 20 cm = 0,2 meter
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/ s²
De snelheid van de bal direct nadat hij de vloer raakt (v t ) = 1 m/s
Gevraagd : verandering in impuls van de bal
Antwoord :
De snelheid van de bal vóór de impact (v)o)
Bereken de snelheid van de bal vóór de impact met behulp van de formule voor vrije val. Gegeven is de hoogte van de bal in vrije val (h) = 0,2 meter, de zwaartekrachtversnelling (g) = 10 m/s² en de vraag is naar de snelheid van de bal wanneer deze de grond raakt. Daarom wordt de formule v² = 2gh gebruikt .
v 2 = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
Het krijgt een negatief teken omdat de bewegingsrichting van de bal vóór de botsing met de vloer tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de bal ná de botsing met de vloer.
Verandering in impuls van de bal (Δp)
Δp = mv t – mv o = m (v t – v o )
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newtonseconde
Het juiste antwoord is B.
8. Een object dat aanvankelijk in rust was, explodeerde in twee delen met een verhouding van 3:2. Het deel met de grootste massa werd met een snelheid van 20 m/ s weggeslingerd . De snelheid waarmee het kleinere deel werd weggeslingerd is dus...
A. 13,3 ms –1
B. 20 ms –1
C. 30 ms –1
D. 40 ms –1
E. 60 ms –1
Discussie
Het is bekend dat:
Massa van object 1 vóór botsing = m
De snelheid van object 1 vóór de botsing = 0 (object in rust)
Massa van deel 1 na botsing (m 1 ) = 3m
Massa van deel 2 na botsing (m 2 ) = 2m
Snelheid van deel 1 na botsing (v 1 ') = 20 m/s
Vraag: Snelheid van onderdeel 2 na botsing (v 2 ')
Antwoord :
De formule voor de wet van behoud van impuls:
m 1 v 1 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v 2 '
0 = 60m + (2m) v 2 '
60m = -2m v 2 '
60 = -2 v 2 '
v 2 ' = -60/2
v 2 ' = -30 m/s
Het minteken geeft aan dat de bewegingsrichting van deel 2 tegengesteld is aan de richting van deel 1. Als deel 1 bijvoorbeeld naar het oosten wordt gegooid, wordt deel 2 naar het westen gegooid.
Het juiste antwoord is C.
Bron van de vraag:
Natuurkundevragen voor het nationale eindexamen voor de bovenbouw van het voortgezet onderwijs/beroepsonderwijs.
