Физика решите пж 4. Уравнение движения материальной точки задано Х=15-10t+0,4t2. Масса такой точки равна 4 кг. Найдите импульс через 3 секунды. Найдите силу, вызвавшую такое ускорение и силу, вызвавшую такой импульс. Сравните эти силы.

27 Янв в 19:41
51 +1
0
Ответы
1

Давайте решим задачу шаг за шагом.

Найдем скорость точки в момент времени t=3 t = 3 t=3 секунды.

Уравнение движения:
X(t)=15−10t+0,4t2 X(t) = 15 - 10t + 0,4t^2 X(t)=1510t+0,4t2

Найдём скорость, вычислив производную от X(t) X(t) X(t):
V(t)=dXdt=−10+0,8t V(t) = \frac{dX}{dt} = -10 + 0,8t V(t)=dtdX =10+0,8t

Теперь подставим t=3 t = 3 t=3 секунды:
V(3)=−10+0,8⋅3=−10+2,4=−7,6 м/с V(3) = -10 + 0,8 \cdot 3 = -10 + 2,4 = -7,6 \, \text{м/с} V(3)=10+0,83=10+2,4=7,6м/с

Найдем импульс через 3 секунды.

Импульс p p p определяется как:
p=mv p = mv p=mv где m m m — масса, v v v — скорость.

Подставляем значение массы и скорости:
p=4 кг⋅(−7,6 м/с)=−30,4 кг⋅м/с p = 4 \, \text{кг} \cdot (-7,6 \, \text{м/с}) = -30,4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} p=4кг(7,6м/с)=30,4кгм/с

Найдем ускорение точки.

Ускорение a(t) a(t) a(t) – это производная от скорости:
a(t)=dVdt=0,8 a(t) = \frac{dV}{dt} = 0,8 a(t)=dtdV =0,8

Это постоянное значение ускорения, так как не зависит от времени.

Найдём силу, вызвавшую такое ускорение.

Сила F F F определяется как:
F=ma F = ma F=ma

Подставляем массу и ускорение:
F=4 кг⋅0,8 м/с2=3,2 Н F = 4 \, \text{кг} \cdot 0,8 \, \text{м/с}^2 = 3,2 \, \text{Н} F=4кг0,8м/с2=3,2Н

Найдем силу, вызвавшую такой импульс.

Сила также может быть определена через изменение импульса. Изменение импульса:
Δp=p−p0 \Delta p = p - p_0 Δp=pp0 где p0 p_0 p0 — первоначальный импульс. Предположим, что первоначальный импульс равен нулю вначаледвиженияв начале движениявначаледвижения.

Следовательно:
Δp=−30,4 кг⋅м/с \Delta p = -30,4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} Δp=30,4кгм/с

Сила связана с изменением импульса:
F=ΔpΔt F = \frac{\Delta p}{\Delta t} F=ΔtΔp

Подставляем Δp \Delta p Δp и Δt=3 \Delta t = 3 Δt=3 с:
F=−30,4 кг⋅м/с3 с=−10,13 Н F = \frac{-30,4 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{3 \, \text{с}} = -10,13 \, \text{Н} F=3с30,4кгм/с =10,13Н

Сравним силы.Сила, вызвавшая ускорение: 3,2 Н 3,2 \, \text{Н} 3,2НСила, вызвавшая изменение импульса: −10,13 Н -10,13 \, \text{Н} 10,13Н

Эти силы имеют разные значения и направления. Мы видим, что сила, вызвавшая изменение импульса, в три раза больше по модулю и направлена в противоположную сторону по сравнению с силой, вызвавшей ускорение.

27 Янв в 19:46
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир