Бархӯрдҳои импулси импулсӣ – Масъалаҳо ва роҳҳои ҳал

Бархӯрдҳои импулси импулсӣ - мушкилот ва роҳҳои ҳал

1. Тири резинии 40-граммӣ ба таври уфуқӣ ба девор тир холӣ кард, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст. Тир бо ҳамон суръат инъикос меёбад. Тағйирёбии импулси тӯб чӣ қадар аст?

Маълум: Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 1

Вазн (м) = 40 грамм = 0.04 кг

Суръати ибтидоӣ (v _o ) = – 50 м/с

Суръати ниҳоӣ (vt ₎ = 50 м/с

Самти ҷойивазкунии тӯб (самти суръат) муқобил аст, бинобар ин суръати ибтидоӣ ва суръати ниҳоӣ аломатҳои муқобил доранд.

Мехоҳед: Тағйирёбии импулси тӯб

Ҳал:

Тағйирёбии импулс:

Δp = m (vt _– v _o ) = (0.04)(50 – (-50)) = (0.04)(50 + 50)

Δp = (0.04)(100) = 4 Нс

2. Тӯби резинии 75-граммӣ ба таври уфуқӣ партофта шуда, ба девор бархӯрд, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст. Тӯб бо ҳамон суръат инъикос меёбад. Импулс чист?

Маълум:

Массаи тӯб (м) = 75 грамм = 0.075 кг Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 2

Суръати ибтидоӣ (v _o ) = -20 м/с

Суръати ниҳоӣ (vt ₎ = 20 м/с

Ҷустуҷӯ: Импулс

Ҳал:

Импулс = Тағйирёбии импулс

I = Δp

I = m (v _t – v _o ) = 0.075 (20 – (-20)) = 0.075 (20 + 20) = 0.075 (40)

I = 3 N s = 3 Нютон сония

Бархӯрди комилан эластикӣ

3. Ду тӯб, A ва B, дар як сатҳи уфуқӣ ба ҳам наздик мешаванд. Суръати тӯби A, v _A = 4 м/с ва суръати тӯби B, v _B = 6 м/с. Бархӯрд комилан чандир аст. Суръати объекти B пас аз бархӯрд 4 м/с аст. Суръати тӯби A пас аз бархӯрд чанд аст?

Маълум:

Массаи тӯби A (м)_A) = м Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 3

Массаи тӯби B (м _B ) = м

Суръати тӯби А пеш аз бархӯрд (vA ₎ = 4 м/с

Суръати тӯби B пеш аз бархӯрд (vB ₎ = 6 м/с

Суръати тӯби B пас аз бархӯрд (v _B ') = 4 м/с

Ҷустуҷӯшаванда: Суръати тӯби А пас аз бархӯрд (v _A ')

Ҳал:

Массаи тӯбҳо якхела аст, бинобар ин:

Суръати тӯби А пеш аз бархӯрд (v _A ) = суръати тӯби Б пас аз бархӯрд (v _B ') = 4 м/с

Суръати тӯби B пеш аз бархӯрд (vB ₎ = суръати тӯби A пас аз бархӯрд (vA _' ) = 6 м/с

Бархӯрдҳои қисман чандир

4. Ду ҷисми дорои массаи якхела дар хати росте, ки ба якдигар наздик мешаванд, ҳаракат мекунанд, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст. Агар _v2 суръати ҷисми 2 бошад, пас аз бархӯрд ба тарафи рост дар 5 мс ^-1 , пас суръати ҷисми (1) пас аз бархӯрд…

Маълум:

Массаи объект = м Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 4

Суръати объекти 1 пеш аз бархӯрд (v1 ₎ = 8 м/с

Суръати объекти 2 пеш аз бархӯрд (v2 ₎ = 10 м/с

Суръати объекти 2 пас аз бархӯрд (v ₂ ') = 5 м/с

Ҷустуҷӯшаванда: Суръати объекти 1 пас аз бархӯрд (v ₁ ')

Ҳал:

м ₁ в ₁ + м ₂ в ₂ = м ₁ в ₁ ' + м ₂ в ₂ '

м (v ₁ + v ₂ ) = м (v ₁ ' + v ₂ ')

v ₁ + v ₂ = v ₁ ' + v ₂ '

8 + 10 = v ₁ ' + 5

18 = v ₁ ' + 5

ояти ₁ ' = 18-5

v ₁ ' = 13 м/с

5. Ҷисми А бо массаи 4 кг ва ҷисми Б бо массаи 5 кг дар сатҳи уфуқӣ ба якдигар наздик мешаванд, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст. Пас аз бархӯрд, суръати тӯби А = 4 м/с ва суръати тӯби В = 2 м/с. Суръати тӯби В пеш аз бархӯрд чанд аст?

ҳамчунин нигаред Схемаҳои барқӣ - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо

Маълум:

Массаи объекти A (м)_A) = 4 кг Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 5

Массаи объекти BB (mB ₎ = 5 кг

Суръати объекти А пеш аз бархӯрд (vA ₎ = 6 м/с

Суръати объекти А пас аз бархӯрд (v _A ') = 4 м/с

Суръати объекти B пас аз бархӯрд (v _B ') = -2 м/с

Аломатҳои плюс ва минус нишон медиҳанд, ки тӯбҳо самти муқобил доранд.

Ҷустуҷӯшаванда: Суръати тӯби B пеш аз бархӯрд (v _B )

Ҳал:

m _A v _A + m _B v _B = m _A v _A ' + m _B v _B '

(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v _B ')

24 – 10 = 16 + 5(v _B ')

14 – 16 = 5 (v _B ')

-2 = 5 (v _B ')

v _B ' = -2/5

v _B ' = -0.4

Аломати минус нишон медиҳад, ки самти тӯб пас аз бархӯрд муқобили самти тӯб пеш аз бархӯрд аст.

Дар бархӯрдҳои пластикӣ

6. Тӯби 2 кг ва тӯби 1 кг дар сатҳи уфуқӣ ба якдигар наздик мешаванд, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст.

Суръати тӯби 1, v ₁ = 2 мс ^-1 ва суръати тӯби 2, v ₂ = 4 мс ^-1 . Пас аз бархӯрд, ҳарду ба ҳам мечаспанд. Суръат пас аз бархӯрд чанд аст?

Маълум:

Массаи тӯб 1 (м₁) = 2 кг Импулс, импулс, бархӯрдҳо - мушкилот ва роҳҳои ҳал 6

Массаи тӯб 2 (м2 ₎ = 1 кг

Суръати тӯби 1 пеш аз бархӯрд (v1 ₎ = 2 м/с

Суръати тӯби 2 пеш аз бархӯрд (v2 ₎ = -4 м/с

Самти ҷойивазкунии тӯб (самти суръат) муқобил аст, бинобар ин суръати тӯби 1 ва суръати тӯби 2 аломатҳои муқобил доранд.

Ҷустуҷӯшаванда: Суръат пас аз бархӯрд (v')

Ҳал:

м ₁ в ₁ + м ₂ в ₂ = (м ₁ + м ₂ ) в'

(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) в'

4 – 4 = (3) v'

0 = (3) v'

v' = 0

1. Теоремаи импулс-импулс чист?

Ҷавоб: Теоремаи импулс-импулс мегӯяд, ки импулси ба объект татбиқшаванда ба тағйирёбии импулси он баробар аст. Аз нигоҳи математикӣ, $I m p u l se = F \times Δ t = Δ p$ , ки дар он $F$ қувваи миёнаи татбиқшаванда, $Δ t$ вақте аст, ки барои он қувва татбиқ мешавад ва $Δ p$ тағйирёбии импулс мебошад.

2. Принсипи нигоҳдории импулс ҳангоми бархӯрдҳо чӣ гуна татбиқ мешавад?

Ҷавоб: Дар системаи изолятсияшуда (бе қувваҳои беруна), импулси умумӣ пеш аз бархӯрд ба импулси умумӣ пас аз бархӯрд баробар аст. Ин ҳам барои бархӯрдҳои чандир ва ҳам барои бархӯрдҳои ғайричандир дуруст аст.

3. Бархӯрди чандир ва ғайричандирро фарқ кунед.

Ҷавоб: Дар бархӯрди эластикӣ, ҳам импулс ва ҳам энергияи кинетикӣ нигоҳ дошта мешаванд. Ин маънои онро дорад, ки энергияи умумии кинетикӣ пеш аз бархӯрд ба энергияи умумии кинетикӣ пас аз бархӯрд баробар аст. Дар бархӯрди ғайриэластикӣ, дар ҳоле ки импулс нигоҳ дошта мешавад, энергияи кинетикӣ ҳатман нигоҳ дошта намешавад ва баъзеи онҳо метавонанд ба шаклҳои дигари энергия, ба монанди гармӣ ё садо, табдил ёбанд.

4. Чаро тӯби ҷаҳанда ҳангоми аз баландии муайян афтидан дар ниҳоят аз ҷаҳиш бозмехезад?

Ҷавоб: Ҳарчанд тӯб тақрибан ба замин бархӯрдҳои чандирӣ мекунад, на ҳама энергияи кинетикии он ба энергияи потенсиалӣ табдил меёбад. Як қисми энергия дар тӯб ба шаклҳои дигар, ба монанди гармӣ, садо ва деформатсияҳои дохилӣ, гум мешавад. Дар натиҷа, бо ҳар як паридан, баландии он то он даме, ки тӯб дар ниҳоят қатъ шавад, кам мешавад.

ҳамчунин нигаред Қонуни Гук - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо

5. Импулс чӣ гуна бо тағйирёбии суръат алоқаманд аст?

Ҷавоб: Импулс ҳосили қувваи миёна ва вақте аст, ки он ба объект таъсир мерасонад. Бо назардошти теоремаи импулс-импулс, импулс ба тағирёбии импулс баробар аст. Барои объекти дорои массаи доимӣ, импулс ( $p) масса$ $($ $m) \times velocity (v) аст .$ Аз $ин рӯ, тағирёбии$ импулс ба тағирёбии суръат табдил меёбад.

6. Дар бархӯрди ду мошин, ки ҳарду мошин пурра меистанд, оё импулс ҳанӯз нигоҳ дошта мешавад?

Ҷавоб: Бале, импулс ҳанӯз ҳам нигоҳ дошта мешавад. Импулси умумии ду мошин пеш аз бархӯрд ба импулси умумии пас аз бархӯрд баробар хоҳад буд. Азбаски ҳарду мошин меистанд, импулси инфиродии онҳо сифр аст, аммо импулси муштараки онҳо то ҳол мисли пеш аз бархӯрд аст.

7. Чӣ тавр импулси болишти ҳавоӣ дар мошин таъсирро ба мусофир ҳангоми бархӯрд кам мекунад?

Ҷавоб: Болишти ҳавоӣ вақти сустшавии мусофирро зиёд мекунад. Бо дароз кардани вақт, қувваи миёнае, ки мусофир аз сар мегузаронад (аз сабаби теоремаи импулс-импулс), кам мешавад ва бо ин васила хатари ҷароҳатро кам мекунад.

8. Чаро варзишгарон ҳангоми фуруд омадан аз баландии назаррас «ғелонда» мекунанд?

Ҷавоб: Бо ғелондан ҳангоми фуруд омадан, варзишгар давомнокии зарбаро зиёд мекунад. Ин вақти дарозтар қувваи миёнаи ҳангоми фуруд омаданро кам мекунад ва хатари ҷароҳатро кам мекунад. Ин татбиқи теоремаи импулс-импулс дар ҳаёти воқеӣ аст.

9. Импулс бо қонуни сеюми ҳаракати Нютон чӣ гуна алоқаманд аст?

Ҷавоб: Қонуни сеюми Нютон мегӯяд, ки барои ҳар як амал, аксуламали баробар ва муқобил вуҷуд дорад. Дар бархӯрдҳо, як объект ба дуюмӣ қувва ва дуюм ба аввалӣ қувваи баробар ва муқобилро таъсир мерасонад. Ин маънои онро дорад, ки тағирёбии импулс (ё ангеза)-и як объект аз ҷиҳати бузургӣ ба самти объекти дигар баробар ва муқобил аст, ки нигоҳдории импулсро таъмин мекунад.

10. Кунҷи афтидан ҳангоми бархӯрд ба суръати ҳосилшудаи ашёи бархӯрда чӣ гуна таъсир мерасонад?

Ҷавоб: Кунҷи афтидан метавонад самти суръатҳои ҳосилшударо пас аз бархӯрд муайян кунад. Дар бархӯрдҳои дученака, нигоҳдории импулс бояд барои ҷузъҳои уфуқӣ ва амудӣ алоҳида татбиқ карда шавад. Вобаста аз кунҷи бархӯрд ва хосиятҳои объектҳо, ин метавонад ба натиҷаҳои гуногун аз ҷиҳати самт ва бузургии суръатҳои ҳосилшуда оварда расонад.

Робитаи байни импулс ва қувват чист?
- ҷавобИмпулс тағйирёбии импулси объект аст. Аз нигоҳи математикӣ, импулс маҳсули қувва ва вақте аст, ки он дар тӯли он амал мекунад ва ба тағйирёбии импулс баробар аст.
Нигоҳдории импулс ба бархӯрдҳо чӣ гуна татбиқ мешавад?
- ҷавобДар системаи изолятсияшуда (ки дар он ягон қувваҳои беруна амал намекунанд), импулси умумӣ пеш аз бархӯрд ба импулси умумӣ пас аз бархӯрд баробар аст. Ин принсипи нигоҳдории импулс аст.
Бархӯрдҳои эластикӣ ва ғайриэластикиро фарқ кунед.
- ҷавобДар бархӯрди чандирӣ, ҳам импулс ва ҳам энергияи кинетикӣ нигоҳ дошта мешаванд. Дар бархӯрди ғайричандирӣ, дар ҳоле ки импулс нигоҳ дошта мешавад, энергияи кинетикӣ нигоҳ дошта намешавад. Бархӯрдҳои комилан ғайричандирӣ зермаҷмӯае мебошанд, ки дар он объектҳо пас аз бархӯрд ба ҳам мечаспанд.
Чаро тӯби ҷаҳанда ҳангоми партофтани такрорӣ дар ниҳоят аз ҷаҳиш бозмехезад?
- ҷавобҲеҷ як бархӯрд аз сабаби омилҳо ба монанди муқовимати ҳаво ва энергияи деформатсия комилан чандир нест. Ҳангоми ҳар як паридан, як қисми энергияи кинетикии тӯб ба шаклҳои дигар, ба монанди гармӣ, табдил меёбад, ки боиси париданҳои минбаъдаи камтар ва хурдтар то қатъ шудан мегардад.
Чӣ гуна импулси аз ҷониби болишти ҳавоӣ таъминшуда эҳтимолияти ҷароҳатро ҳангоми садамаи нақлиётӣ кам мекунад?
- ҷавобБолишти ҳавоӣ давомнокии бархӯрдро зиёд мекунад. Бо ин роҳ, он қувваи миёнаеро, ки ба мусофир таъсир мерасонад, кам мекунад ва бо ин васила хатари ҷароҳатро кам мекунад.
Чаро сайд кардани тухми хом ҳангоми сайд кардан бо ҳаракат додани даст бо ҳаракати тухм осонтар аст, на ин ки дастатонро дар ҳолати ҳаракат нигоҳ доред?
- ҷавобБо ҳаракат додани дастатон бо ҳаракати тухм, шумо вақти таъсирро зиёд мекунед. Ин қувваи миёнаро ба тухм кам мекунад ва эҳтимолияти шикастани онро камтар мекунад.
Чӣ тавр як мутахассиси карате метавонад тахта ё хиштро бо дасташ бишканад, бе он ки ба худ осеб расонад?
- ҷавобЯк мутахассиси каратэ аз ҳаракати тез ва дақиқ барои интиқоли як импулси калон дар муддати кӯтоҳ истифода мебарад. Интиқоли босуръати импулс тахтаро мешиканад, аммо даст ба қадри кофӣ дар тамос намемонад, то қувваи зарароварро фурӯ барад.
Чаро дар миёнаи шоҳроҳи баландсуръат истироҳат кардан хатарнок аст?
- ҷавобАгар мошине, ки бо суръати баланд ҳаракат мекунад, бо ашёи ноустувор (ё шахс) бархӯрад, тағйирёбии импулс (ва аз ин рӯ, импулс) дар муддати хеле кӯтоҳ ба амал меояд, ки боиси қувваҳои хеле калон мегардад. Ин қувваҳои калон метавонанд зарари ҷиддӣ расонанд.
Вақте ки ду объект бархӯрд мекунанд, чаро яке аз онҳо нисбат ба дигаре қувваи бештареро эҳсос мекунад, ҳатто агар тағирёбии импулси онҳо якхела бошад?
- ҷавобГарчанде ки тағйирёбии импулс (ва аз ин рӯ импулс) барои ҳарду объект аз рӯи қонуни сеюми Нютон яксон аст, қувваи эҳсосшаванда аз он вобаста аст, ки тағйирёбии импулс то чӣ андоза зуд ба амал меояд. Агар як объект давомнокии кӯтоҳтари бархӯрд дошта бошад, он қувваи бештарро эҳсос мекунад.
Чаро баъзе таҷҳизоти варзишӣ, ба монанди дастпӯшакҳои бейсбол ё лавҳаҳои крикет, болишт доранд?

ҷавоб: Пур кардани болишт вақти рух додани бархӯрд (ба монанди бархӯрди тӯб ба таҷҳизот)-ро зиёд мекунад. Ин импулсро дар муддати тӯлонӣ паҳн мекунад ва қувваи миёна ва эҳтимолии ҷароҳатро кам мекунад.