Exemple de întrebări despre momentum și impuls

11 exemple de întrebări despre momentum și impuls

1. O minge cu o masă de 0,2 kg este aruncată orizontal cu o viteză de 10 m/s și lovește un perete, apoi mingea sare înapoi cu aceeași viteză. Modificarea impulsului mingii este...
Pembahasan

2. O minge cu o masă de 10 grame cădere liberă de la o anumită înălțime, lovește podeaua cu o viteză de 15 m/s și apoi sare în sus cu o viteză de 10 m/s. Determinați impulsul!
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa bilei (m) = 10 grame = 0,01 kg
Viteza inițială a mingii (v_o) = -15 m/s
Viteza finală a mingii (v)_t) = 10 m/s
Întrebat Impuls (I)
Jawab :
Formula teoremei impuls-impuls :
Magnitudinea impulsului este:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. O minge de 200 de grame este aruncată orizontal cu o viteză de 4 m/s, apoi mingea este lovită în aceeași direcție ca și impactul inițial al mingii. Durata contactului mingii cu bâta este de 2 milisecunde, iar viteza mingii după ce părăsește bâta este de 12 m/s. Mărimea forței exercitate de bâtă asupra mingii este…
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa bilei (m) = 200 grame = 0,2 kg
Viteza inițială a mingii (v_o) = 4 m/s
Viteza finală a mingii (v)_t) = 12 m/s
Interval de timp de contact (t) = 2 milisecunde = (2/1000) secunde = 0,002 secunde
Întrebat Magnitudinea forței (F)
Jawab :
Formula impulsului:
I = Ft
Formula schimbării impulsului:
pl_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Formula teoremei impuls-impuls :
Forța exercitată de bâtă asupra mingii este de 800 de newtoni.

4. O minge cu o masă de 20 de grame este aruncată cu viteza v₁ = 4 ms^-1 spre stânga. După ce lovește peretele, mingea sare cu o viteză de v₂ = 2 ms^-1 la dreapta. Magnitudinea impulsului produs 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 (v)_t) = +2 m/s (spre dreapta)
v_o i se dă un semn negativ pentru a-i distinge direcția de vt.
Întrebare: Impuls
Jawab:
Impuls (I) = schimbarea impulsului (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 Newton-secundă.
Răspunsul corect este B.

5. Următoarea imagine prezintă două bile A (masa = 2 kg) și bila B (masa = 5 kg) înainte și după o coliziune. Dacă coliziunea este perfect elastică, atunci viteza bilei A înainte de coliziune este….

A. 12 ms^-1

B. 10 ms ^-1

C. 5 ms ^-1

D. 4 ms ^-1

E. 2 ms ^-1

Pembahasan

Se știe că:

Masa bilei A (m_A) = 2 kg

Masa bilei B (m_B) = 5 kg

Viteza bilei B înainte de coliziune (v_B) = 2 m/s

Viteza bilei A după coliziune (v_A') = 5 m/s

Viteza bilei B după coliziune (v_B') = 4 m/s

Ambele bile, înainte și după coliziune, se mișcă spre dreapta, astfel încât viteza primește un semn pozitiv.

Întrebat: Viteza bilei A înainte de coliziune (v_A)

Jawab:

Calculați viteza bilei A înainte de coliziune (v_A) folosind formula legii conservării impulsului:

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

2(v _A ) + (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

Răspunsul corect este B.

6. Obiectele A și B se mișcă așa cum se arată în imagine. Dacă are loc o coliziune perfect elastică, viteza obiectului B după coliziune devine 15 m/s.^-1, atunci viteza obiectului A după coliziune este...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms ^-1

C. 8 ms ^-1

D. 10 ms ^-1

E. 12 ms ^-1

Pembahasan

Se știe că:

Masa obiectului A (m_A) = 5 kg

Masa obiectului B (m_B) = 2 kg

Viteza obiectului A înainte de coliziune (v_A) = 12 m/s

Viteza obiectului B înainte de coliziune (v_B) = 10 m/s

Viteza obiectului B după coliziune (v_B') = 15 m/s

Ambele obiecte, înainte și după coliziune, se mișcă spre dreapta, astfel încât viteza primește un semn pozitiv.

Întrebat: Viteza obiectului A după coliziune (v_A„)

Jawab:

Calculați viteza bilei A înainte de coliziune (v_A) folosind formula legii conservării impulsului:

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

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

Răspunsul corect este D.

7. O minge de ping-pong are o masă de 5 grame cădere liberă de la o anumită înălțime (g = 10 ms^-2). Când atinge podeaua kecepatan Minge de 6 ms^-1 și imediat după ce atinge podeaua, mingea sare în sus cu o viteză de 4 ms^-1Mare impuls Ceea ce funcționează pe minge este...

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

Pembahasan
Este cunoscut :
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 (v)_t) = 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.
Întrebat Impuls (I)
Jawab :

Teorema impuls-impuls Afirmă că impuls (eu) la fel ca 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.

8. O minge cu o masă de 0,5 kg cade liberă de la o înălțime h.₁ = 7,2 m deasupra podelei și sare la o înălțime de h₂ = 3,2 m. Dacă accelerația gravitațională a Pământului = 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
Este cunoscut :
Masa bilei (m) = 0,5 kg
Înălțimea bilei în cădere liberă (h)₁) = 7,2 metru
Înălțimea mingii care sare (h)₂) = 3,2 metru
Accelerația gravitațională a Pământului (g) = 10 m/s²
Întrebat Impuls care acționează asupra mingii
Jawab :
Viteza mingii chiar înainte de impact (v)_o)
Calculați viteza bilei chiar înainte de impact folosind formula căderii libere. Având în vedere înălțimea (h) = 7,2 metri, accelerația gravitațională (g) = 10 m/s² și a cerut viteza finală chiar înainte de a atinge podeaua, prin urmare, utilizați formula v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Viteza mingii înainte de impact (v)_o) este de -12 m/s. Semnul negativ indică doar direcția.
Viteza bilei imediat după coliziune (v)_t)
Calculați viteza bilei imediat după impact 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 (v_t²) = 0 și viteza inițială este solicitată imediat după atingerea podelei, prin urmare, se folosește formula 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
Viteza bilei după coliziune (v)_t) este de 8 m/s
Impuls care acționează asupra mingii (I)
Impulsul se calculează folosind formula teoremei impuls-impuls.
Impuls (I) = schimbarea impulsului (Δp)
Eu = m (v)_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton-secundă
Răspunsul corect este C.

9. O minge de 100 de grame este aruncată orizontal cu o viteză de 5 m/s. Mingea este apoi lovită în aceeași direcție ca și inițial. Dacă mingea rămâne în contact cu bâta timp de 2 ms și viteza mingii după ce părăsește bâta este de 10 m/s, magnitudinea forței exercitate de bâtă este...
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Discuție:

Este cunoscut :
m = 100 grame = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisecunde = 2 x 10^-3 sekon
v_t = +10 m/s
Întrebat :
Forța exercitată de bătător asupra mingii (F)?
Jawab :
Formula impulsului :
I = Ft
Formula de schimbare a impulsului :
Teorema impuls-impuls :
Impuls = schimbarea impulsului

Răspunsul corect este B.

10. O minge cu o masă de 0,1 kg este aruncată orizontal spre dreapta cu o viteză de 20 m/s. După ce este lovită, mingea se deplasează spre stânga cu o viteză de 30 m/s. Impulsul dat de bâtă mingii este….
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Discuție:
Este cunoscut :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Întrebat :
Impuls (I)?
Jawab :
Impuls = schimbarea impulsului
Eu = m (v)_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Răspunsul corect este D.

11. O minge de baseball de 0,5 kg se mișcă inițial spre stânga cu o viteză de 2 m/s. Apoi, mingea este lovită cu o forță F opusă mișcării mingii, astfel încât viteza mingii se schimbă la 5 m/s. Dacă mingea este în contact cu bâta timp de 0,01 secunde, schimbarea impulsului este...
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
Discuție:
Este cunoscut :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 secunde
Întrebat :
Schimbare de impuls?
Jawab :
Schimbarea impulsului = m (v_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Răspunsul corect este D.