Тема 6. Расчетная задача (Механика)

6.03 Импульс

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела расчетная задача (механика)
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#38775

На рисунке изображены вектор скорости ⃗v  движущегося тела и вектор ускорения ⃗a  движущегося тела в некоторый момент времени. Вектор импульса тела в этот момент времени сонаправлен вектору?

PIC

Показать ответ и решение

Импульс тела:

⃗p =  m⃗v

то есть вектор p  сонаправлен с вектором v  и ответ 3.

Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#75545

На рисунке изображены вектор скорости ⃗v  движущегося тела и вектор силы ⃗
F  , действующей на тело, в некоторый момент времени.
Какому из векторов (1-4) сонаправлен вектор, характеризующий изменение импульса тела в этот момент времени?

PIC

Камзеева 2024

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

     ⃗
Δ ⃗p= F  . Следовательно, вектор изменения импульса будет сонаправлен с вектором силой(3).

Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#53547

Два пластилиновых шарика, двигаясь по гладкой горизонтальной плоскости, испытывают абсолютно неупругое соударение и слипаются. В каком случае (см. рисунки) модуль скорости шариков после соударения будет максимальным.

PIC

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

По закону сохранения импульса:

m1⃗v1+ m2v⃗2 = (m1 +m2 )⃗u,

где m1  и m2  – массы первого и второго тел, v1  и v2  – скорости первого и второго тел, u  – скорость составного тела.
Скорость u  будет максимальна, если v1  и v2  будут сонаправлены, то есть случай 3.

Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#71231

Движущийся шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое со скоростью 2 м/с. Чему была равна скорость первого шара до соударения?

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

PIC

При неупругом соударении тел выполняется закон сохранения импульса для системы тел, запишем его, с учетом того, что после соударения масса равняется сумме масс взаимодействующих тел:

m1v1 =(m1 + m2)v

Значит, скорость движения шара до соударения:

v1 = (m1-+m2-)v
        m1

v = (2+-1)2= 3 м/с
 1     2
Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#71230

Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скорость движения шаров после соударения?

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

PIC

При неупругом соударении тел выполняется закон сохранения импульса для системы тел, запишем его, с учетом того, что после соударения масса равняется сумме масс взаимодействующих тел:

m1v1 =(m1 + m2)v

Значит, скорость движения шаров:

v =--m1v1-
   m1 + m2

v =-2⋅3 = 2 м/с
   2+ 1
Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#39435

Шар массой 6 кг, движущийся со скоростью   м
10с,  соударяется с неподвижным шаром массой 4 кг. Определите скорость шаров после удара, если они стали двигаться как единое целое.

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

В соответствии с законом сохранения импульса сумма импульсов до удара равна сумме импульсов после удара. До удара импульс первого шара был равен: M1v1,  где m1  =6 кг – масса первого шара; v1  =10 м/с – скорость первого шара до удара. Импульс второго шара был равен нулю, так как до удара его скорость v
 02  =0. После удара оба шара движутся как единое целое, следовательно, их импульс равен (m1 + m2 )v2  . Приравнивая эти выражения, получаем:

m1v1 + 0 = (m1 + m2 )v2

откуда скорость после удара равна:

      m1v1     6⋅10
v2 = m1-+-m2-= 6+-4-= 6 м/с
Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#38776

Шарики массами 1 кг и 2 кг движутся параллельно друг другу в одном направлении со скоростями 4 м/с и 6 м/с соответственно. Чему равен суммарный импульс этих двух шариков?

Показать ответ и решение

Импульс тела:

⃗p = m ⃗v,

где m  – масса, v  – скорость.
в нашем случае общий импульс равен:

m1v1 +  m1v2 =  1 к г ⋅ 4 м/ с + 2 к г ⋅ 6 м/ с = 16 кг⋅ м/ с
Ответ: 16

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#71232

Движущийся шар массой 3 кг соударяется с неподвижным шаром массой 2 кг. Определите первоначальную скорость шара, если после соударения шары стали двигаться как единое целое со скоростью 6 м/с.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

PIC

При неупругом соударении тел выполняется закон сохранения импульса для системы тел, запишем его, с учетом того, что после соударения масса равняется сумме масс взаимодействующих тел:

m1v1 =(m1 + m2)v

Значит, скорость движения шара до соударения:

v1 = (m1-+m2-)v
        m1

v = (3+-2)6-= 10 м/с
 1     3
Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#71234

Шар массой 3 кг, движущийся со скоростью 10 м/с, соударяется с неподвижным шаром массой 2 кг. Определите скорость шаров после удара, если они стали двигаться как единое целое.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

При неупругом соударении тел выполняется закон сохранения импульса для системы тел, запишем его, с учетом того, что после соударения масса равняется сумме масс взаимодействующих тел:

m1v1 =(m1 + m2)v

Значит, скорость движения шаров после соударения:

     m v
v = m-1+-1m-
     1   2

v1 = 3⋅10= 6 м/с
     3+ 2
Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#38780

На вагонетку массой 800 кг, катящуюся по горизонтальному пути со скоростью 0,2 м/с, насыпали сверху 200 кг щебня. На сколько при этом уменьшилась скорость вагонетки?

Показать ответ и решение

По закону сохранения импульса:

⃗p1 + ⃗p2 = ⃗p,

где p1   – импульс человека, p2   – импульс тележки, p  – импульс системы после столкновения.
Импульс тела:

⃗p = m ⃗v,

где m  – масса, v  – скорость.

m  v  = (m  + m  )v ⇒  v = ---m1----v  = -----800-кг-----⋅ 0,2 м/с = 0,16 м/ с
  1 1      1    2          m1  + m2  1   800 к г + 200 к г

Значит, изменение скорости равно:

0,2 − 0,16 = 0,04 м/ с
Ответ: 0,04

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#38779

Человек бежит навстречу тележке. Скорость человека 2 м/с, скорость тележки 1 м/с. Человек вскакивает на тележку и остается на ней. Какой будет скорость тележки после этого, если масса человека в 2 раза больше массы тележки?

Показать ответ и решение

Пусть масса тележки m  , тогда масса человека 2m  .
По закону сохранения импульса:

⃗p1 + ⃗p2 = ⃗p,

где p1   – импульс человека, p2   – импульс тележки, p  – импульс системы после столкновения.
Импульс тела:

⃗p = m ⃗v,

где m  – масса, v  – скорость.
Тогда в нашем случае:

                                 2v  − v     2 ⋅ 2 м/ с − 1 м/с
2mv1  − mv2 =  (2m +  m)v ⇒  v = ---1---2 =  -----------------=  1 м/ с
                                     3              3
Ответ: 1

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#38778

Электровоз массой 1,8 ⋅ 105   кг, движущейся со скоростью 0,5 м/с, сталкивается с неподвижным вагоном массой        4
4,5 ⋅ 10   кг, после чего они движутся вместе. Определите скорость (в м/с) их совместного движения.

Показать ответ и решение

По закону сохранения импульса:

⃗p1 + ⃗p2 = ⃗p,

где p1   – импульс электровоза, p2   – импульс вагон, p  – импульс системы после сцепки.
Импульс тела:

⃗p = m ⃗v,

где m  – масса, v  – скорость.
Тогда в нашем случае:

                                                       5
m  v =  (m  + m  )v ⇒  v = ---m1----v  = -------1,8-⋅ 10-кг------- ⋅ 0,5 м/с = 0, 4 м/ с
  1 1      1    2          m1  + m2  1   1,8 ⋅ 105 кг + 4,5 ⋅ 104 кг
Ответ: 0,4

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#71233

Масса мальчика в 4 раза меньше массы лодки. В момент прыжка в горизонтальном направлении с неподвижной лодки импульс мальчика равен 36 кг⋅м
-с---  . Определите модуль импульса, который при этом приобретает лодка. Ответ дайте в кг-⋅м
  с  .

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

PIC

В горизонтальном направлении выполняется закон сохранения импульса, поскольку на систему не действуют никакие внешние силы в горизонтальном направлении, поэтому модуль импульса лодки равен модулю импульса человека, при этом они направлены противоположно. Ответ – 36 кг⋅м-
  с

Ответ: 36

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#38774

На рисунке приведён график зависимости от времени t модуля скорости v тела массой 2 кг, прямолинейно движущегося относительно Земли. Чему равен импульс этого тела в момент времени, равный 3 с?

PIC

Показать ответ и решение

Импульс равен:

p = mv,

где m  – масса, v  – скорость.
Движение равноускоренное, найдем зависимость скорости от времени:

v(t) = v0 + at,

где v0 = 6  м/c – начальная скорость, a  – ускорение, t  – время.
В 6 с скорость тела равна 18 м/с. Тогда

                                       2
v(6) = 6 м/с + a ⋅ 6 с = 18 ⇒ a = 2 м/с

В 3 с скорость тела равна:

v(3) = 6 м/с + 2 м/ с2 ⋅ 3 с = 12 м/ с.

Тогда импульс тела:

p = 2 кг ⋅ 12 м/ с = 24 кг⋅м/с
Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#73559

Тело движется в положительном направлении оси Ох. На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции силы F , действующей на тело. На сколько увеличится в интервале времени от 0 до 5 с проекция импульса тела на ось Ox  ?

PIC

Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Изменение импульса равно:

Δp = F ⋅Δt,

где Δp  – изменение импульса за время Δt  , F  – сила.
Тогда

Δp = 2 Н⋅5 с= 10 Н ⋅ с
Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#38777

Мяч массой 100 г, летящий со скоростью 2 м/с, пойман на лету. Какова средняя сила удара мяча о руку, если он остановился за 0,02 с?

Показать ответ и решение

Изменение импульса равно:

Δp =  F ⋅ Δt,

где Δp  – изменение импульса за время Δt  , F  – сила.
Изменение импульса:

Δp  = m Δv,

где m  – масса, Δv  – изменение скорости.
Тогда

ΔF  =  Δp-=  0,1-кг-⋅ 2-м/с-= 10 Н
       Δt        0,02 с
Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#71225

Тело движется в положительном направлении оси Ох. На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции силы F , действующей на тело. На сколько увеличится в интервале времени от 0 до 5 с проекция импульса тела на ось Ox  ?

PIC

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Изменение импульса равно:

Δp = F ⋅Δt,

где Δp  – изменение импульса за время Δt  , F  – сила.
Тогда

Δp = 2 Н⋅5 с= 10 Н ⋅ с
Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#39007

Тело движется в положительном направлении оси Ох. На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции силы F , действующей на тело. На сколько увеличится в интервале времени от 0 до 5 с проекция импульса тела на ось Ox  ?

PIC

Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Изменение импульса равно:

Δp =  F ⋅ Δt,

где Δp  – изменение импульса за время Δt  , F  – сила.
Тогда

Δp  = 2 Н ⋅ 5 с = 10 Н ⋅ с
Ответ: 10

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#71229

График зависимости скорости v  движения автомобиля от времени t  представлен на рисунке. Ответ дайте в кг⋅м-
  c

PIC

Чему равен импульс автомобиля через 3 с после начала движения, если его масса равна 1,5 т?

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

В момент времени 5 с скорость тела равна 3 м/с, значит, импульс равен                    кг-⋅м-
p= mv = 1500 ⋅3 = 4500  c

Ответ: 4500

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#71228

На рисунке представлен график зависимости скорости тела от времени. Во сколько раз увеличится модуль импульса тела за первые 4 с?

PIC

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

В начальный момент времени импульс тела равен p1 = m ⋅v1 =m ⋅0,5= 0,5m
В момент времени 4 с скорость тела равна 2,5 м/с, а импульс равен p2 = mv2 = m ⋅2,5= 2,5m
Найдем отношение p2 = 2,5m--= 5
p1   0,5m  . Ответ – 5

Ответ: 5
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!