Primeri vprašanj o zagonu in impulzu

11 primerov vprašanj o zagonu in impulzu

1. Žoga z maso 0,2 kg je vržena vodoravno s hitrostjo 10 m/s in zadene steno, nato pa se žoga z enako hitrostjo odbije nazaj. Sprememba gibalne količine žoge je ...
Razprava

2. Krogla z maso 10 gramov prosti pad z določene višine udari ob tla s hitrostjo 15 m/s in se nato odbije navzgor s hitrostjo 10 m/s. Določite impulz!
Razprava
Znano je :
Masa krogle (m) = 10 gramov = 0,01 kg
Začetna hitrost krogle (v_o) = -15 m/s
Končna hitrost krogle (v_t) = 10 m/s
Vprašal Impulz (I)
Jawab :
Izrek formule impulz-gibalna količina :
Velikost impulza je:
I = 0,01 (10 – (-15)) = 0,01 (10 + 15)
I = 0,01 (25)
I = 0,25 kg m/s

3. 200-gramsko žogo vržemo vodoravno s hitrostjo 4 m/s, nato pa jo udarimo v isto smer kot pri prvem udarcu. Trajanje stika žoge s palico je 2 milisekundi, hitrost žoge po odletu iz palice pa je 12 m/s. Velikost sile, s katero palica deluje na žogo, je…
Razprava
Znano je :
Masa krogle (m) = 200 gramov = 0,2 kg
Začetna hitrost krogle (v_o) = 4 m/s
Končna hitrost krogle (v_t) = 12 m/s
Časovni interval stika (t) = 2 milisekundi = (2/1000) sekunde = 0,002 sekunde
Vprašal Velikost sile (F)
Jawab :
Impulzna formula:
I = Ft
Formula za spremembo gibalne količine:
mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Formula izreka o impulzu in gibalni količini :
Sila, ki jo palica izvaja na žogo, je 800 Newtonov.

4. Žoga z maso 20 gramov je vržena s hitrostjo v₁ = 4 ms^-1 v levo. Po udarcu v steno se žoga odbije s hitrostjo v₂ = 2 ms^-1 v desno. Velikost nastalega impulza je ...

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

Razprava
Znano je, da:
Masa krogle (m) = 20 gramov = 0,020 kg
Hitrost žoge pred trkom (v)_o) = -4 m/s (levo)
Hitrost žoge po trku (v)_t) = +2 m/s (v desno)
v_o ima negativni predznak, da se loči njegova smer od vt.
Vprašano: Impulz
Odgovor:
Impulz (I) = sprememba gibalne količine (Δp) = mv_t – mv_o
Impulz (I) = m (v_t - v_o) = 0,02 (2 – (-4))
Impulz (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)
Impulz (I) = 0,12 Newton sekunde.
Pravilen odgovor je B.

5. Naslednja slika prikazuje dve krogli A (masa = 2 kg) in kroglo B (masa = 5 kg) pred in po trku. Če je trk popolnoma elastičen, potem je hitrost krogle A pred trkom….

A. 12 ms^-1

B. 10 ms^-1

C. 5 ms^-1

D. 4 ms^-1

E. 2 ms^-1

Razprava

Znano je, da:

Masa krogle A (m_A) = 2 kg

Masa krogle B (m_B) = 5 kg

Hitrost kroglice B pred trkom (v_B) = 2 m/s

Hitrost krogle A po trku (v_A') = 5 m/s

Hitrost kroglice B po trku (v_B') = 4 m/s

Obe krogli pred in po trku se premakneta v desno, zato ima hitrost pozitiven predznak.

Vprašano: Hitrost krogle A pred trkom (v_A)

Odgovor:

Izračunajte hitrost krogle A pred trkom (v_A) z uporabo formule zakona o ohranitvi gibalne količine:

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

Pravilen odgovor je B.

6. Predmeta A in B se gibljeta, kot je prikazano na sliki. Če pride do popolnoma elastičnega trka, hitrost predmeta B po trku postane 15 m/s.^-1, potem je hitrost telesa A po trku ...

A. 2 ms^-1

B. 4 ms^-1

C. 8 ms^-1

D. 10 ms^-1

E. 12 ms^-1

Razprava

Znano je, da:

Masa predmeta A (m_A) = 5 kg

Masa predmeta B (m_B) = 2 kg

Hitrost predmeta A pred trkom (v_A) = 12 m/s

Hitrost predmeta B pred trkom (v_B) = 10 m/s

Hitrost predmeta B po trku (v_B') = 15 m/s

Oba telesa pred in po trku se premakneta v desno, zato ima hitrost pozitiven predznak.

Vprašano: Hitrost predmeta A po trku (v_A')

Odgovor:

Izračunajte hitrost krogle A pred trkom (v_A) z uporabo formule zakona o ohranitvi gibalne količine:

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

Pravilen odgovor je D.

7. Žogica za namizni tenis ima maso 5 gramov prosti pad z določene višine (g = 10 ms^-2). Ko udariš ob tla hitrost 6 ms žoga^-1 in takoj po udarcu ob tla se žoga odbije navzgor s hitrostjo 4 ms^-1Velik impulzi Kar deluje na žogi, je ...

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

Razprava
Znano je :
Masa krogle (m) = 5 gramov = 0,005 kg
Hitrost žoge tik preden pade na tla (v)_o) = -6 m/s
Hitrost žoge takoj po udarcu ob tla (v)_t) = 4 m/s
Pozitivne in negativne hitrosti pomenijo, da je smer hitrosti žogice oziroma smer gibanja žogice pred trkom nasprotna smeri gibanja žogice po trku.
Vprašal Impulz (I)
Jawab :

Izrek o impulzu in gibalni količini navaja, da impulzi (Jaz) enako kot sprememba zagona (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 sekunde
Pravilen odgovor je D.

8. Krogla z maso 0,5 kg prosto pada z višine h.₁ = 7,2 m nad tlemi in se odbije do višine h₂ = 3,2 m. Če je pospešek Zemljine gravitacije = 10 ms^-2, impulz, ki deluje na kroglo, je ...
A. 2,0 Ns
B. 3,0 Ns
C. 10 Ns
D. 40 Ns
E. 80 Ns
Razprava
Znano je :
Masa krogle (m) = 0,5 kg
Višina prostega pada krogle (h)₁) = 7,2 meter
Višina odbijajoče žoge (h)₂) = 3,2 meter
Zemljin gravitacijski pospešek (g) = 10 m/s²
Vprašal Impulz, ki deluje na kroglo
Jawab :
Hitrost žoge tik pred udarcem (v)_o)
Izračunajte hitrost krogle tik pred udarcem z uporabo formule prostega pada. Pri dani višini (h) = 7,2 metra je pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s.² in vprašal za končno hitrost tik preden je udaril ob tla, zato uporabite formulo v² = 2 gh
v_o² = 2(10)(7,2) = 144
v_o = 2(10)(7,2) = 12 m/s
Hitrost žoge pred udarcem (v)_o) je -12 m/s. Negativni predznak označuje le smer.
Hitrost žoge takoj po trku (v)_t)
Izračunajte hitrost krogle takoj po udarcu z uporabo formule za navpično gibanje navzgor. Pri dani višini (h) = 3,2 metra je pospešek zaradi gravitacije (g) = -10 m/s.², končna hitrost na največji višini (v_t²) = 0 in začetna hitrost je zahtevana takoj po udarcu ob tla, zato uporabite formulo 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
Hitrost žoge po trku (v)_t) je 8 m/s
Impulz, ki deluje na kroglo (I)
Impulz se izračuna z uporabo formule iz izreka o impulzu in gibalni količini.
Impulz (I) = sprememba gibalne količine (Δp)
I = m(v)_t - v_o) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekund
Pravilen odgovor je C.

9. 100-gramska žoga se vrže vodoravno s hitrostjo 5 m/s. Žoga se nato udari v isto smer kot prvotna žoga. Če žoga ostane v stiku z palico 2 ms in je hitrost žoge po odhodu iz palice 10 m/s, je velikost sile, ki jo izvaja palica, ...
A. 200 N
B. 250 S
C. 300 N
D. 350 S
V. 400 S
Razprava:

Znano je :
m = 100 gramov = 0,1 kg
v_o = +5 m/s
t = 2 milisekundi = 2 x 10^-3 drugi
v_t = +10 m/s
Vprašal :
Sila, s katero odbijalec deluje na žogo (F)?
Jawab :
Impulzna formula :
I = Ft
Formula za spremembo gibalne količine :
Izrek o impulzu in gibalni količini :
Impulz = sprememba gibalne količine

Pravilen odgovor je B.

10. Žogo z maso 0,1 kg vržemo vodoravno v desno s hitrostjo 20 m/s. Po udarcu se žoga premakne v levo s hitrostjo 30 m/s. Impulz, ki ga palica da žogi, je….
A. 4 N s
B. –4 N s
C. 5 N s
D. –5 N s
E. 10 N s
Razprava:
Znano je :
m = 0,1 kg, v_o = +20 m/s, v_t = -30 m/s
Vprašal :
Impulz (I)?
Jawab :
Impulz = sprememba gibalne količine
I = m(v)_t - v_o) = (0,1)(-30 – 20) = (0,1)(-50) = -5 N s
Pravilen odgovor je D.

11. Bejzbolska žoga z maso 0,5 kg se sprva premakne v levo s hitrostjo 2 m/s. Nato žogo udari sila F, ki je nasprotna gibanju žoge, zato se hitrost žoge spremeni na 5 m/s. Če je žoga v stiku z palico 0,01 sekunde, je sprememba gibalne količine ...
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
Razprava:
Znano je :
m = 0,5 kg, v_o = -2 m/s, v_t = 5 m/s, t = 0,01 sekunde
Vprašal :
Sprememba zagona?
Jawab :
Sprememba gibalne količine = m(v)_t - v_o) = (0,5)(5 – (-2)) = (0,5)(7) = 3,5 kg m/s = 3,5 N s
Pravilen odgovor je D.