Материальная точка массой m = 0,5 кг движется в однородном силовом поле F, F = 5H . В некоторый момент времени её скорость по величине равна V0 = 1 м/с и составляет угол альфа пи/2 (пи = 3,14) с линией действия силы F . Через какое время т импульс материальной точки увеличится по модулю в n = 2 раза? На какой угол бета повернется вектор импульса за время т?
Для начала найдем импульс материальной точки в момент времени t = 0:
p0 = m V0 = 0,5 кг 1 м/с = 0,5 кг * м/c = 0,5 Н∙с
Чтобы импульс увеличился в n = 2 раза, необходимо найти новое значение импульса:
p = n p0 = 2 0,5 Н∙с = 1 Н∙с
Теперь найдем время t, за которое произойдет это увеличение. Используем второй закон Ньютона:
F = dp/dt
5 = 1/t
t = 1/5 = 0,2 c
Следовательно, через 0,2 секунды импульс материальной точки увеличится в 2 раза.
Далее найдем угол поворота вектора импульса за это время. В момент времени t = 0 вектор импульса направлен под углом альфа пи/2 (90 градусов) к линии действия силы F. Поскольку сила направлена вдоль линии действия, то вектор импульса не изменит направление, но только увеличит свою длину в 2 раза.
Таким образом, вектор импульса после времени t = 0,2 секунды будет направлен также под углом альфа пи/2 к линии действия силы F, но его длина будет увеличена в 2 раза.
Ответ: за время t = 0,2 секунды импульс материальной точки увеличится в 2 раза, а направление вектора импульса не изменится.
Для начала найдем импульс материальной точки в момент времени t = 0:
p0 = m V0 = 0,5 кг 1 м/с = 0,5 кг * м/c = 0,5 Н∙с
Чтобы импульс увеличился в n = 2 раза, необходимо найти новое значение импульса:
p = n p0 = 2 0,5 Н∙с = 1 Н∙с
Теперь найдем время t, за которое произойдет это увеличение. Используем второй закон Ньютона:
F = dp/dt
5 = 1/t
t = 1/5 = 0,2 c
Следовательно, через 0,2 секунды импульс материальной точки увеличится в 2 раза.
Далее найдем угол поворота вектора импульса за это время. В момент времени t = 0 вектор импульса направлен под углом альфа пи/2 (90 градусов) к линии действия силы F. Поскольку сила направлена вдоль линии действия, то вектор импульса не изменит направление, но только увеличит свою длину в 2 раза.
Таким образом, вектор импульса после времени t = 0,2 секунды будет направлен также под углом альфа пи/2 к линии действия силы F, но его длина будет увеличена в 2 раза.
Ответ: за время t = 0,2 секунды импульс материальной точки увеличится в 2 раза, а направление вектора импульса не изменится.