Msukumo - matatizo na suluhisho

Msukumo - matatizo na suluhisho

1. Mpira usio na uzito wa kilo 0.5 huanguka kutoka urefu wa h ₁ = mita 7.2 na huakisi urefu wa h ₂ = mita 3.2. Kasi inayotokana na uvutano = 10 m/s ² . Tambua msukumo.

Inajulikana:

Uzito wa mpira (m) = kilo 0.5

Urefu wa kwanza (h ₁ ) = mita 7.2

Urefu wa pili (h ₂ ) = mita 3.2

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Inayohitajika: Msukumo (I)

Suluhisho:

Kasi ya mpira kabla ya migongano ( _vo )

Kasi ya mpira kabla ya mgongano imehesabiwa kwa kutumia mlinganyo wa mwendo wa kuanguka huru. Inayojulikana: Urefu (h) = mita 7.2, kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ² . Inayohitajika: Kasi ya mwisho baada ya mgongano.

v ² = 2 gh

2 ₌ ² (10)(7.2) = 144

v _o = 2(10)(7.2) = 12 m/s

Kasi ya mpira kabla ya mgongano (vo ₎ = -12 m/s. Ishara ya kupunguza inaonyesha mwelekeo wa mpira.

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t )

Kasi ya mpira baada ya mgongano imehesabiwa kwa kutumia mlinganyo wa mwendo wima. Inayojulikana : urefu (h) = mita 3.2, kasi kutokana na uvutano (g) = -10 m/s ² , kasi ya mwisho katika urefu wa juu zaidi (v _t ² ) = 0. Inayohitajika: Kasi ya awali baada ya mgongano kati ya mpira na sakafu.

v _t ² = v _o ² + 2 gh

0 = _{2 +} ² (-10)(3.2)

2 = ⁶⁴_​

v _o = √64 = 8 m/s

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t ) ni 8 m/s

Msukumo (I)

Msukumo (I) = mabadiliko katika kasi (Δp)

I = m (v _t – vo _o ) = (0.5)(8-(-12)) = (0.5)(8 + 12) = (0.5)(20) = Sekunde 10 za Newton

2. Mpira wa gramu 5 huanguka kwa uhuru kutoka urefu na kugonga sakafu. Kasi kutokana na uvutano, g = 10 ms ^-2 . Kasi ya mpira kabla ya mgongano ni 6 ms ^-1 na baada ya mgongano, mpira huakisiwa wima kwa 4 m/s. Tambua msukumo.

Inajulikana:

Uzito wa mpira (m) = gramu 5 = kilo 0.005

Kasi ya mpira kabla ya mgongano (vo ₎ = -6 m/s

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t ) = 4 m/s

Ishara za pamoja na hasi zinaonyesha kwamba mwelekeo kabla ya mgongano uko kinyume na mwelekeo baada ya mgongano.

Anayetaka: Msukumo (I)

Suluhisho:

Msukumo (I) = mabadiliko kamili katika kasi (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 Sekunde ya Newton

3. Gramu 20 zilizorushwa kwa kasi ya ms 4 ^-1 upande wa kushoto. Baada ya kugongana na ukuta, mpira huakisiwa kwa kasi ya v ₂ = ms 2 ^-1 upande wa kulia. Tambua msukumo.

Inajulikana:

Uzito wa mpira (m) = gramu 20 = kilo 0.020

Kasi ya mpira kabla ya mgongano (vo _o ) = -4 m/s (kushoto)

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t ) = +2 m/s (kulia)

Ishara za pamoja na hasi zinaonyesha mwelekeo kinyume.

Inayohitajika: Msukumo

Suluhisho:

Msukumo (I) = mabadiliko katika kasi (Δp) = mv _t – mv _o

Msukumo (I) = m (v _t – vo _o ) = 0.02 (2 – (-4))

Msukumo (I) = 0.02 (2 + 4) = 0.02 (6)

Msukumo (I) = sekunde 0.12 za Newton.

4. Mpira wa kilo 2 unaosonga kwa kasi ya mita 5/s unagonga ukuta na kurudi nyuma kwa kasi ya mita -5/s. Tafuta msukumo unaotolewa kwenye mpira.
Suluhisho: Msukumo = mabadiliko katika kasi = m(v₂ – v₁) = 2(-5 – 5) = -20 kg m/s

5. Kitu chenye uzito wa kilo 3 hupata nguvu ya 6 N kwa sekunde 4. Je, msukumo unaopatikana na kitu hicho ni upi?
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 6 × 4 = 24 N·s

6. Kitu chenye uzito wa kilo 0.5 kiko katika hali ya utulivu na kisha huharakishwa kwa msukumo wa N·s 10. Kasi ya mwisho ni ipi?
Suluhisho: Kasi ya mwisho = Msukumo / uzito = 10 / 0.5 = 20 m/s

7. Msukumo wa N·s 30 hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 6. Mabadiliko ya kasi ni yapi?
Suluhisho: Δv = Msukumo / uzito = 30 / 6 = 5 m/s

8. Mpira wa gramu 100 unaosonga kwa kasi ya mita 3 kwa sekunde husimamishwa na msukumo. Thamani ya msukumo ni nini?
Suluhisho: Msukumo = m(v₂ – v₁) = 0.1(0 – 3) = -0.3 kg m/s

9. Kitu chenye uzito wa kilo 2 hupata nguvu ya 4 N kwa sekunde 5. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 4 × 5 = 20 N·s

10. Kitu chenye uzito wa kilo 3 kinasonga kwa kasi ya 3 m/s na hupumzika kutokana na msukumo. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 3) = -9 kg m/s

11. Kitu chenye uzito wa kilo 5 hupata nguvu ya 2 N kwa sekunde 3. Msukumo ni nini?
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 2 × 3 = 6 N·s

12. Msukumo wa N·s 8 hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 4. Mabadiliko ya kasi ni yapi?
Suluhisho: Δv = Msukumo / uzito = 8 / 4 = 2 m/s

13. Mpira wa kilo 1 unaosonga kwa kasi ya mita 2 kwa sekunde unagonga ukuta na kugeuza mwelekeo wake kwa kasi ile ile. Tafuta msukumo unaotolewa kwenye mpira.
Suluhisho: Msukumo = m(v₂ – v₁) = 1(-2 – 2) = -4 kg·m/s

14. Kitu chenye uzito wa kilo 4 hupata nguvu ya 3 N kwa sekunde 3. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 3 × 3 = 9 N·s

15. Msukumo wa N·s 10 hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 2. Mabadiliko ya kasi ni yapi?
Suluhisho: Δv = Msukumo / uzito = 10 / 2 = 5 m/s

16. Kitu chenye uzito wa kilo 3 hupata nguvu ya 5 N kwa sekunde 2. Je, msukumo unaopatikana na kitu hicho ni upi?
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 5 × 2 = 10 N·s

17. Kitu chenye uzito wa kilo 4 kinasonga kwa kasi ya 5 m/s na hupumzika kutokana na msukumo. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = m(v₂ – v₁) = 4(0 – 5) = -20 kg m/s

18. Kitu chenye uzito wa kilo 2 hupata nguvu ya 6 N kwa sekunde 3. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 6 × 3 = 18 N·s

19. Msukumo wa N·s 12 hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 3. Mabadiliko ya kasi ni yapi?
Suluhisho: Δv = Msukumo / uzito = 12 / 3 = 4 m/s

20. Kitu chenye uzito wa kilo 5 hupata nguvu ya 1 N kwa sekunde 4. Msukumo ni nini?
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 1 × 4 = 4 N·s

21. Msukumo wa N·s 15 hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 5. Mabadiliko ya kasi ni yapi?
Suluhisho: Δv = Msukumo / uzito = 15 / 5 = 3 m/s

22. Mpira wa kilo 3 unaosonga kwa kasi ya mita 4 kwa sekunde husimamishwa na msukumo. Thamani ya msukumo ni nini?
Suluhisho: Msukumo = m(v₂ – v₁) = 3(0 – 4) = -12 kg m/s

23. Kitu chenye uzito wa kilo 2 hupata nguvu ya 5 N kwa sekunde 1. Tafuta msukumo.
Suluhisho: Msukumo = FΔt = 5 × 1 = 5 N·s

1. Msukumo ni nini?
   • Jibu: Msukumo ni matokeo ya nguvu na muda ambao hutenda kazi kwenye kitu. Inawakilisha mabadiliko katika kasi ya kitu na hutolewa na fomula $\text{Msukumo}=F\times \Delta t$.
2. Msukumo unahusianaje na kasi?
   • Jibu: Msukumo ni sawa na mabadiliko ya kasi ya kitu. Ikiwa kitu kitapata msukumo, kasi yake itabadilika kwa kiasi hicho hicho.
3. Kwa nini ni salama zaidi kutua kwenye mkeka laini kuliko sakafu ngumu unaporuka kutoka urefu?
   • Jibu: Mkeka laini huongeza muda unaotumika kusimamisha mrukaji, ikilinganishwa na sakafu ngumu. Muda mrefu wa kusimama unamaanisha nguvu ndogo ya wastani inayotumika kwenye mrukaji, na kupunguza hatari ya kuumia. Muda huu mrefu husababisha nguvu iliyopunguzwa lakini msukumo uleule.
4. Mifuko ya hewa katika magari hufanyaje kazi katika suala la msukumo?
   • Jibu: Mifuko ya hewa huongezeka kwa kasi wakati wa mgongano, na kuongeza muda ambao kasi ya mtu huletwa hadi sifuri. Kwa kuongeza muda wa nguvu (kupunguza kasi), nguvu ya wastani inayotumika kwa mtu hupunguzwa, ambayo hupunguza hatari ya kuumia.
5. Kwa nini wachezaji wa besiboli "hufuata" wanapopiga mpira?
   • Jibu: Kufuatilia huongeza muda wa kugusana kati ya mpira na mpira. Muda mrefu wa kugusana unamaanisha msukumo mkubwa zaidi unaweza kutumika kwenye mpira, ambao unaweza kuongeza mabadiliko katika kasi ya mpira, na kusababisha pigo kubwa zaidi.
6. Kwa nini bidhaa zinazosafirishwa mara nyingi hujazwa vifaa vya kuwekea mito?
   • Jibu: Vifaa vya kutolea moshi, kama vile povu au kifuniko cha viputo, huongeza muda unaochukuliwa kwa kitu kusimama kinapopata nguvu (km, wakati wa kusimama ghafla au kushuka). Hii hupunguza nguvu ya wastani kwenye kitu kwa msukumo fulani, na kusaidia kuzuia uharibifu.
7. Msukumo unaelezeaje athari ya kuruka mpira wa kikapu kwa nguvu zaidi?
   • Jibu: Kutumia nguvu zaidi wakati wa kurusha mpira wa kikapu huongeza msukumo unaotolewa kwenye mpira, na kusababisha mabadiliko makubwa katika kasi ya mpira. Hii ina maana kwamba mpira utarudi nyuma kwa kasi ya juu zaidi.
8. Kwa upande wa msukumo, kwa nini wanariadha wanashauriwa "kujikunja" wanapoanguka?
   • Jibu: Kujikunja wakati wa kuanguka huongeza muda ambao mabadiliko ya kasi hutokea. Hii ina maana kwamba wastani wa nguvu inayotumika kwenye mwili wa mwanariadha hupunguzwa, na hivyo kupunguza uwezekano wa kuumia.
9. Ikiwa nguvu mbili za ukubwa tofauti zitatenda kazi kwenye kitu kwa muda sawa, misukumo yao italinganishwaje?
   • Jibu: Msukumo ni matokeo ya nguvu na wakati. Kwa kuwa muda wa nguvu zote mbili ni sawa, msukumo wa nguvu kubwa utakuwa mkubwa kuliko ule wa nguvu ndogo.
10. Kwa nini wachezaji wa gofu hutumia mwendo wa "kuzungusha" wanapopiga mpira wa gofu, kwa upande wa msukumo?

• Jibu: Mwendo wa kuzungusha huongeza muda wa kugusana kati ya klabu ya gofu na mpira. Muda mrefu wa kugusana huruhusu msukumo mkubwa kupelekwa kwenye mpira, na kusababisha mabadiliko makubwa katika kasi ya mpira na, hivyo, msukumo wa mbali zaidi.