Задачи на применение закона сохранения импульса

Иван Иван Обновлено: 17 Октябрь 2019 431 Время чтения: 7 минут
Содержание
Содержание

    Сегодня в рубрике «Физика для чайников» занимаемся решением и разбором задач на закон сохранения импульса. И не говорите, что вы этого не ждали.

    Полезные лайфхаки и новости для студентов – ежедневно на нашем телеграм-канале. Подписывайтесь!

    Задачи на закон сохранения импульса с решением

    Задача №1 на нахождение импульса

    Условие

    Небольшой автомобиль движется со скоростью 60 км/ч, его импульс равен 1,5*10^4 кг*м/с. Какова масса автомобиля?

    Решение

    По формуле для импульса найдем:

    Ответ: 903 кг.

    Задача №2 на закон сохранения импульса

    Условие

    Дрезина массой 400 кг движется со скоростью 4 м/с, а навстречу ей со скоростью 2 м/с едет дрезина массой 60 кг. После неупругого соударения дрезины движутся вместе. В каком направлении и с какой скоростью будут двигаться дрезины?

    Решение

    Общий импульс системы до и после соударения должен остаться неизменным:

    Запишем закон сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось:

    Движение будет происходить в сторону первой дрезины. Именно она изначальна имела больший импульс.

    Ответ: 0,4 м/с.

    Задача №3 на нахождение импульса

    Условие

    Тело массой m=1 кг упало с высоты H=19,6 м. Определить изменение импульса тела за последнюю секунду движения и импульс тела на высоте h=4,9 м.

    Решение

    Изменение импульса тела за последнюю секунду движения равно:

    Импульс тела на заданной высоте найдем по закону сохранения энергии, который имеет вид для двух состояний:

    Отсюда получим:

    Ответ: Изменение импульса равно 9,8 кг*м\с2; р=17 кг*м\с2.

    Задача №4 на применение закона сохранения импульса и второго закона Ньютона

    Условие

    Хоккеист массой М = 70 кг стоит на льду и бросает в горизонтальном направлении шайбу массой m = 3 кг со скоростью v = 8 м/с относительно льда. На какое расстояние S откатится при этом конькобежец, если коэффициент трения равен 0,02.

    Решение

    По закону сохранения импульса найдем скорость u, с которой хоккеист откатиться назад:

    По второму закону Ньютона для хоккеиста:

    С другой стороны:

    Ответ: 0,3 м.

    Задача №5 на реактивное движение

    Условие

    Реактивный двигатель каждую секунду выбрасывает 10 кг продуктов сгорания топлива со скоростью 3 км/с относительно ракеты. Какую силу тяги он развивает?

    Решение

    Запишем второй закон Ньютона в импульсной форме и найдем силу, которая действует на выбрасываемые продукты сгорания топлива:

    По третьему закону Ньютона сила тяги будет равна найденной силе.

    Ответ: 30 кН.

    Вопросы на закон сохранения импульса

    Вопрос 1. Что такое замкнутая система?

    Ответ. Замкнутая система – такая система, на которую не действуют внешние силы со стороны других тел.

    Вопрос 2. Что такое импульс силы?

    Ответ. Импульс силы – физическая величина, равная произведению силы на время ее действия.

    Вопрос 3. Как направлен импульс тела?

    Ответ. Направление импульса совпадает с направлением вектора скорости тела.

    Вопрос 4. Что такое реактивное движение?

    Ответ. Реактивное движение – движение, основанное на принципе отдачи. По аналогии с системой «пушка-ядро», систему «ракета-выхлопные газы» также можно считать замкнутой.

    Вопрос 5. Два тела разной массы движутся с одинаковой скоростью. Импульс какого тела больше?

    Ответ. Тело с большей массой обладает большим импульсом.

    Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

    Импульс и закон сохранения импульса

    Что такое импульс в механике

    Импульс, или количество движения – векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.

    Обозначается латинской буквой p и измеряется в килограммах на метр в секунду.

    Второй закон Ньютона с применением импульса можно записать следующим образом:

    Здесь дельта p – изменение импульса тела за время дельта t под действием равнодействующей силы F.

    Закон сохранения импульса

    Этот фундаментальный закон природы и гласит: 

    В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

    Закон сохранения импульса является следствием второго и третьего законов Ньютона.

    Более подробную теорию по этой и другим темам вы найдете в нашем справочнике.

    Пример действия закона сохранения импульса

    Представим себе пушку, которая стреляет ядрами. Систему «пушка-ядро» можно считать замкнутой. При стрельбе из пушки действует закон сохранения импульса. Ядро летит в одну сторону, а пушка под действием отдачи откатывается назад. При этом скорость, приобретенная пушкой, зависит от соотношения масс орудие/ядро и скорости ядра.

    Знак минус указывает на то, что пушка и ядро движутся в разные стороны.

    Нужна помощь в решении задач? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис.

    Оцените материал
    431
    Узнать стоимость
    Примеры работ
    Посмотрите примеры наших работ
    Мы выполнили 623 198 работ
    Управление персоналом
    Тема: «Теоретические характеристики обеспечения эффективных социально-трудовых отношений в современных экономико-управленческих процессах управления персоналом»
    Время выполения: 7 дней
    Стоимость заказа: 9 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономическая социология
    Тема: «Проблемы и перспективы развития социальной защиты безработных в РФ»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 9 500 руб.
    Смотреть работу
    Медицина
    Тема: «Гормональная фаза деятельности организма: состав и структурная организация эндокринной системы»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 700 руб.
    Смотреть работу
    Психология
    Тема: «Виды психологического консультирования и их специфика»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 500 руб.
    Смотреть работу
    Психология личности
    Тема: «Теоретические аспекты изучения готовности к выбору профессии и склонности к риску у старшеклассников с различным типом характера»
    Время выполения: 5 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Педагогика
    Тема: «Основные возрастные особенности формирования учебной деятельности»
    Время выполения: 6 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономика предприятия
    Тема: «Факторы, влияющие на оборачиваемость дебиторской задолженности»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Педагогическая психология
    Тема: «Отчет по психолого-педагогической практике»
    Время выполения: 9 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Психология здоровья
    Тема: «Роль занятий физической культурой в процессе формирования психических качеств личности»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 900 руб.
    Смотреть работу
    Гражданское право
    Тема: «Правомерное поведение, правонарушения и юридическая ответственность»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 1 000 руб.
    Смотреть работу
    Комментарии отсутствуют
    Написать комментарий
    Оставить комментарий
    {$ errors.username[0] $}
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь.
    {$ errors.email[0] $}
    Пользователь с таким email уже существует! Авторизуйтесь.
    {$ errors.content[0] $}
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности