O minge cu masa 200 g ciocnește perfect elastic un perete sub un unghi de 60 grade față de normală.Care este forța medie care acționează în timpul ciocnirii, dacă viteza inițială a mingii este v0 + 5 m/s , iar timpul de ciocnire este 5ms ?
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
Împărțim mișcarea pe două direcții:
Ox - direcția tangențială peretelui
Oy - direcția perpendiculară pe perete.
Forța se poate calcula din formula:
F=\dfrac{\Delta p}{\Delta t}F=
Δt
Δp
Acum, pe direcția Ox, viteza nu se modifică, ea rămâne mereu v_x=v_0\cos\alphav
x
=v
0
cosα .
Prin urmare, nu avem o variație a impulsului, de unde rezultă că forța pe direcția Ox este 0: F_x=0.F
x
=0.
Pe direcția Oy, migea vine inițial spre perete cu viteza v_y=v_0\sin\alphav
y
=v
0
sinα , după care brusc se îndepărtează de perete, având deci viteza v'_y=-v_0\sin\alphav
y
′
=−v
0
sinα
Deci aici avem o variație a impulsului:
\Delta p=mv'_y-mv_y=-2mv_0\sin\alphaΔp=mv
y
′
−mv
y
=−2mv
0
sinα
Forța medie este așadar:
F=-\dfrac{2mv_0\sin\alpha}{t}F=−
t
2mv
0
sinα
Semnul minus arată că forța se exercită în sens opus apropierii mingii.