Ας υποθέσουμε ότι μια μπάλα των 20 κιλών που κινείται σε 7 μέτρα ανά δευτερόλεπτο χτυπά τοίχο κάθετα και ανακάμπτει ελαστικά την ίδια ταχύτητα ποια είναι η ποσότητα της ώθησης που δίνεται στον τοίχο;

Εδώ είναι πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

Κατανόηση της ώθησης

Η ώθηση είναι η αλλαγή της ορμής ενός αντικειμένου. Αντιπροσωπεύεται από την εξίσωση:

* impulse (j) =ΔΡ =m * ΔV

Οπου:

* J είναι ώθηση

* Το ΔΡ είναι η αλλαγή της ορμής

* M είναι μάζα

* Το ΔV είναι η αλλαγή της ταχύτητας

Επίλυση του προβλήματος

1. Αρχική ορμή: Η αρχική ορμή της μπάλας είναι:

* p_initial =m * v_initial =20 kg * 7 m/s =140 kg m/s

2. Τελική ορμή: Δεδομένου ότι η μπάλα ανακάμπτει ελαστικά με την ίδια ταχύτητα, η τελική ταχύτητά της είναι -7 m/s (αρνητική από τότε που κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση).

* p_final =m * v_final =20 kg * (-7 m/s) =-140 kg m/s

3. Αλλαγή στην ορμή: Η αλλαγή της ορμής είναι:

* ΔΡ =P_FINAL - P_INITIAL =-140 kg m/s - 140 kg m/s =-280 kg m/s

4. Impulse: Η ώθηση που δίνεται στον τοίχο είναι ίση με την αλλαγή της ορμής της μπάλας:

* Impulse (j) =ΔΡ =-280 kg m/s

Σημαντική σημείωση: Το αρνητικό σημάδι υποδεικνύει ότι η ώθηση είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση της αρχικής κίνησης της μπάλας. Αυτό σημαίνει ότι ο τοίχος βιώνει μια δύναμη που ωθεί την μπάλα πίσω.

Επομένως, η ποσότητα ώθησης που δίνεται στον τοίχο είναι 280 kg m/s.