Номер 7, страница 109 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 7. Закон сохранения импульса. Параграф 25. Импульс - номер 7, страница 109.

Условие.

7. Кусок пластилина массой $m = 100 \text{ г}$ перед ударом о стенку двигался со скоростью $v = 8 \text{ м/с}$. Деформируясь при ударе, пластилин прилипает к стенке и принимает окончательную форму через время $t = 0,2 \text{ с}$. Найдите среднюю силу давления пластилина на стенку при ударе.

Решение.

Дано:

$m = 100 \text{ г}$

$v = 8 \text{ м/с}$

$t = 0.2 \text{ с}$

Перевод в СИ:
$m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг}$

Найти:

$F_{ср}$ — среднюю силу давления пластилина на стенку.

Решение:

Воспользуемся вторым законом Ньютона в импульсной форме, который гласит, что изменение импульса тела равно импульсу силы, действующей на него:

$\Delta p = F \cdot t$

где $\Delta p$ — изменение импульса тела, $\text{F}$ — сила, действующая на тело, $\text{t}$ — время действия силы.

Изменение импульса куска пластилина равно разности его конечного и начального импульсов:

$\Delta p = p_2 - p_1$

Начальный импульс пластилина: $p_1 = m \cdot v$.

Поскольку пластилин прилипает к стенке, его конечная скорость равна нулю, следовательно, конечный импульс также равен нулю: $p_2 = 0$.

Тогда изменение импульса равно:

$\Delta p = 0 - m \cdot v = -m \cdot v$

Теперь мы можем найти среднюю силу, с которой стенка действует на пластилин ($F_{стенки}$):

$F_{стенки} \cdot t = -m \cdot v$

$F_{стенки} = \frac{-m \cdot v}{t}$

Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой пластилин давит на стенку ($F_{ср}$), равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой стенка действует на пластилин:

$F_{ср} = -F_{стенки}$

Следовательно, модуль искомой силы равен:

$F_{ср} = \frac{m \cdot v}{t}$

Подставим числовые значения:

$F_{ср} = \frac{0.1 \text{ кг} \cdot 8 \text{ м/с}}{0.2 \text{ с}} = \frac{0.8}{0.2} \text{ Н} = 4 \text{ Н}$

Ответ: средняя сила давления пластилина на стенку при ударе равна $\text{4}$ Н.