Eksempelspørsmål om lineært momentum

8 eksempler på lineære momentumspørsmål

1. En gjenstand med en masse på 1 kg beveger seg med en hastighet på 10 m/s. Momentum objektet er…
Diskusjon
Det er kjent :
Masse (m²) = 1 kg
Hastighet (v) = 10 m/s
Spurt : lineært momentum (p)
Jawab :
Formel for momentum: p = mv
Beskrivelse: p = momentum, m = masse, v = kecepatan.
Impulsen til et objekt er:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s²

2. To objekter, hver med en masse på 2 kg og 4 kg, beveger seg med en hastighet på 20 m/s. Bevegelsesmengden til hvert objekt er…
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av objekt A (m_A) = 2 kg
Masse av objekt B (m_B) = 4 kg
Hastigheten til objekt A (v_A) = 20 m/s
Hastigheten til objekt B (v_B) = 20 m/s
Spurt : momentumet til objekt A (p_A) og momentumet til objekt B (p_B)
Jawab :
Momentumet til objekt A :
p_A = m_A v_A = (2)(20) = 40 kg m/s
Momentumet til objekt B :
p_B = m_B v_B = (4)(20) = 80 kg m/s
Hvis hastigheten til begge objektene er den samme, har objektet med den største massen større bevegelsesmengde.

3. Objektene A og B har hver en masse på 2 kg. Objekt A beveger seg med en hastighet på 2 m/s og objekt B beveger seg med en hastighet på 4 m/s. Impulsen til objekt A og objekt B er…
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av objekt A (m_A) = 2 kg
Masse av objekt B (m_B) = 2 kg
Hastigheten til objekt A (v_A) = 2 m/s
Hastigheten til objekt B (v_B) = 4 m/s
Spurt : momentumet til objekt A (p_A) og momentumet til objekt B (p_B)
Jawab :
Momentumet til objekt A :
p_A = m_A v_A = (2)(2) = 4 kg m/s
Momentumet til objekt B :
p_B = m_B v_B = (2)(4) = 8 kg m/s
Hvis massene til begge objektene er like, har objektet med størst fart størst bevegelsesmengde.

4. En gjenstand med en masse på 5 kg er i ro. Objektets bevegelsesmengde er…
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av objekt (m) = 5 kg
Objektets hastighet (v) = 0
Spurt : objektets momentum (p)
Jawab :
p = mv = (5)(0) = 0
Hvis et objekt er i ro, er objektets bevegelsesmengde null uansett hvor stor massen til objektet er.

5. I en baseballkamp beveger en ball med en masse på 0,5 kg seg i utgangspunktet med en hastighet på 2 m/s.^-1Så blir ballen truffet med en kraft F i motsatt retning av ballens bevegelse, slik at ballens hastighet endres til 6 ms.^-1Hvis ballen er i kontakt med køllen i 0,01 sekunder, er endringen i momentum ...

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

Diskusjon

Det er kjent at:

Ballens masse (m) = 0,5 kg

Starthastighet (v_o) = 2 m/s

Slutthastighet (v_t) = -6 m/s

Tidsintervall (t) = 0,01 sekunder

Spurte: Endring av momentum

Jawab:

Formel for momentumendring:

Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)

Δp = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)

Δp = (0,5 kg)(-8)

Δp = 4 kg m/s

Det riktige svaret er D.

6. En gjenstand med en masse på 100 gram beveger seg med en hastighet på 5 m/s^-1For å stoppe objektets hastighet, virker motstandskraften F i 0,2 s. Størrelsen på kraften F er...

A. 0,5 N

B. 1,0 N

C. 2,5 N

D. 10 N

Ø. 25 N

Diskusjon

Det er kjent at:

Masse av objekt (m) = 100 gram = 100/1000 = 0,1 kg

Objektets starthastighet (v_o) = 5 m/s

Objektets endelige hastighet (v_t) = 0

Kollisjonstid (Δt) = 0,2 sekunder

Spurte: Størrelsen på kraften F

Jawab:

Impuls-momentum-teoremet sier at impuls er lik endringen i momentum.

I = ΔP

F(Δt) = m(v_t - v_o)

F (0,2) = 0,1 (0–5)

F (0,2) = 0,1 (– 5)

F (0,2) = -0,5

F = -0,5 / 0,2

F = -2,5 N

Kraftens størrelse er 2,5 Newton. Det negative fortegnet angir kraftens retning. Et negativt Gaa-tegn angir at kraften er rettet motsatt av objektets bevegelse.

Det riktige svaret er C.

7. BEn tennisball med en masse på 100 gram slippes i gulvet fra en høyde på 20 cm uten starthastighet. Etter å ha truffet gulvet, spretter ballen med en hastighet på 1 m/s.^-1 og (g = 10 ms^-2). Endringen i momentum som ballen opplever er…

A. 0,1 Ns

B. 0,3 Ns

C. 0,5 Ns

D. 0,8 Ns

E. 0,9 Ns

Diskusjon

Det er kjent :

Kulemasse (m) = 100 gram = 0,1 kg

Høyde (h) = 20 cm = 0,2 meter

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Ballens hastighet rett etter at den treffer gulvet (v)_t) = 1 m/s

Spurt endring i ballens momentum

Jawab :

Ballens hastighet før treff (v)_o)

Beregn ballens hastighet før treff ved hjelp av formelen for fritt fall. Gitt at høyden på ballens fritt fall (h) = 0,2 meter, er tyngdeakselerasjonen (g) = 10 m/s² og spurte etter ballens fart når den treffer gulvet, derfor brukes formelen v² = 2 gh

v² = 2 (10)(0,2) = 4

v = √4 = -2 m/s

Den får et negativt fortegn fordi retningen på ballens bevegelse før den kolliderer med gulvet er motsatt av retningen på ballens bevegelse etter at den kolliderer med gulvet.

Endring i ballens momentum (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 Newtonsekund

Det riktige svaret er B.

8. En gjenstand som i utgangspunktet fortsatt var i luften, eksploderer i to deler med et forhold på 3:2. Delen med den største massen kastes med en hastighet på 20 m/s.^-1 Så hastigheten som den mindre delen kastes med er…

A. 13,3 ms^-1

B. 20 ms^-1

C. 30 ms^-1

D. 40 ms^-1

Ø. 60 ms^-1

Diskusjon

Det er kjent at:

Masse av objekt 1 før kollisjon = m

Hastigheten til objekt 1 før kollisjonen = 0 (objekt i ro)

Masse av del 1 etter kollisjon (m₁) = 3m

Masse av del 2 etter kollisjon (m₂) = 2m

Hastighet for del 1 etter kollisjon (v₁') = 20 m/s

Spurte: Hastighet for del 2 etter kollisjon (v₂')

Jawab:

Formelen for loven om bevaring av bevegelsesmengde:

m₁v₁ = m₁v₁' + m₂v₂'

(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v₂'

0 = 60m + (2m) volt₂'

60m = -2m v₂'

60 = -2 volt₂'

v₂' = -60/2

v₂' = -30 m/s

Det negative fortegnet indikerer at bevegelsesretningen til del 2 er motsatt av retningen til del 1. Hvis for eksempel del 1 kastes mot øst, kastes del 2 mot vest.

Det riktige svaret er C.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole