4 exemple de întrebări impulsive
1. O minge cu o masă de 0,5 kg cade liber de la o înălțime de h1 = 7,2 m deasupra podelei și sare la o înălțime de h2 = 3,2 m. Dacă accelerația gravitațională este de 10 ms -2 , impulsul care acționează asupra mingii este...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Pembahasan
Se știe că :
Masa bilei (m) = 0,5 kg
Înălțimea bilei în cădere liberă (h1 ) = 7,2 metri
Înălțimea mingii care sare (h² ) = 3,2 metri
Accelerația gravitațională a Pământului (g) = 10 m/ s²
Întrebare : Impuls care acționează asupra mingii
Răspuns :
Viteza mingii chiar înainte de impact (v)o)
Calculați viteza mingii chiar înainte de impact folosind formula căderii libere. Având în vedere înălțimea (h) = 7,2 metri, accelerația gravitațională (g) = 10 m/s² și viteza finală chiar înainte de impactul cu podeaua, utilizați formula v² = 2 gh
v o² = 2 (10)(7,2) = 144
v o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Viteza bilei înainte de impact (v o ) este de -12 m/s. Semnul negativ indică doar direcția.
Viteza bilei imediat după coliziune (v)t)
Calculați viteza mingii imediat după coliziune folosind formula pentru mișcarea verticală ascendentă. Având în vedere înălțimea (h) = 3,2 metri, accelerația gravitațională (g) = -10 m/s² , viteza finală la înălțimea maximă (vt² ) = 0 și se cere viteza inițială imediat după lovirea podelei, prin urmare, utilizați formula vt² = v0² + 2gh.
v t² = v o² + 2 gh
0 = v₂ + 2 (-10)(3,2)
v o² = 64
v o = √64 = 8 m/s
Viteza bilei după coliziune (vt ) este de 8 m/s
Impuls care acționează asupra mingii (I)
Impulsul se calculează folosind formula teoremei impuls-impuls.
Impuls (I) = schimbarea impulsului (Δp)
I = m (vt – v o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton-secundă
Răspunsul corect este C.
2. O minge de ping-pong cu o masă de 5 grame cade liber de la o anumită înălțime (g = 10 ms⁻² ) . Când atinge podeaua, viteza mingii este de 6 ms⁻¹ și imediat după atingerea podelei, mingea sare în sus cu o viteză de 4 ms⁻¹ . Mărimea impulsului care acționează asupra mingii este...
A. 0,50 Ns
B. 0,25 Ns
C. 0,10 Ns
D. 0,05 Ns
E. 0,01 Ns
Pembahasan
Se știe că :
Masa bilei (m) = 5 grame = 0,005 kg
Viteza mingii chiar înainte de a atinge podeaua (v o ) = -6 m/s
Viteza mingii imediat după atingerea podelei (vt ) = 4 m/s
Vitezele pozitive și negative înseamnă că direcția vitezei bilei sau direcția mișcării bilei înainte de coliziune este opusă direcției mișcării bilei după coliziune.
Întrebare : Impuls (I)
Răspuns :
Teorema impuls-impuls afirmă că impulsul (I) este egal cu schimbarea impulsului (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-secundă
Răspunsul corect este D.
3. O minge de 20 de grame este aruncată cu o viteză v1 = 4 ms⁻¹ spre stânga. După ce lovește peretele, mingea sare cu o viteză v2 = 2 ms⁻¹ spre dreapta. Impulsul rezultat este….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Pembahasan
Se știe că:
Masa bilei (m) = 20 grame = 0,020 kg
Viteza bilei înainte de coliziune (v o ) = -4 m/s (spre stânga)
Viteza bilei după coliziune (vt ) = +2 m/s (spre dreapta)
Lui v o i se dă un semn negativ pentru a-i distinge direcția de v t.
Întrebare: Impuls
Jawab:
Impuls (I) = variația impulsului (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-secundă.
Răspunsul corect este B.
4. O minge de tenis de 100 de grame este aruncată pe podea de la o înălțime de 20 cm fără viteză inițială. După ce atinge podeaua, mingea sare cu o viteză de 1 ms -1 și (g = 10 ms -2 ). Variația impulsului suferită de minge este...
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa bilei (m) = 100 grame = 0,1 kg
Înălțime (h) = 20 cm = 0,2 metri
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s2
Viteza mingii imediat după atingerea podelei (v)t) = 1 m/s
Întrebat : schimbarea impulsului mingii
Jawab :
Viteza mingii înainte de impact (v)o)
Calculați viteza bilei înainte de impact folosind formula căderii libere. Având în vedere înălțimea de cădere liberă a bilei (h) = 0,2 metri, accelerația gravitațională (g) = 10 m/s2 și a cerut viteza mingii când atinge podeaua, prin urmare se folosește formula v2 = 2 gh
v2 = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
I se dă semn negativ deoarece direcția de mișcare a mingii înainte de a se ciocni cu podeaua este opusă direcției de mișcare a mingii după ce se ciocnește cu podeaua.
Schimbarea impulsului mingii (Δp)
Δp = mvt – mvo = m (vt - vo)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newtoni pe secundă
Răspunsul corect este B.
Sursa întrebării:
Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional
