Спортсмен масою м біжить зі сталою швидкістю в по круговій доріжці. Кожне коло він пробігає за час Т. Яким є модуль вектора зміни імпульсу спортсмена за час Т/2?
Модуль зміни імпульсу спортсмена за час Т/2 можна обчислити зі знанням векторного виразу для імпульсу:
p = mv
де p - імпульс спортсмена, m - його маса, v - його швидкість.
Якщо спортсмен рухається по колу зі сталою швидкістю, то його швидкість завжди змінюється напрямленим до центра круга прискоренням a = v^2 / r, де r - радіус кола.
Тому, за час Т/2, спортсмен пройде половину кола і змінить напрям імпульсу на 180 градусів, зберігаючи його модуль.
Отже, зміна імпульсу за час Т/2 дорівнює подвійному імпульсу спортсмена, тобто:
Δp = 2p = 2mv
Зважаючи на те, що спортсмен пробігає кожне коло за час Т, швидкість його можна виразити як:
v = 2πr / T
де π - число Пі, r - радіус кола.
Тому, імпульс спортсмена можна записати як:
p = m(2πr / T)
Тоді зміна імпульсу за час Т/2 буде:
Δp = 2mv = 2m(2πr / T) = 4mπr / T
Отже, модуль зміни імпульсу спортсмена за час Т/2 дорівнює 4mπr / T
Answers & Comments
Ответ:
Модуль зміни імпульсу спортсмена за час Т/2 можна обчислити зі знанням векторного виразу для імпульсу:
p = mv
де p - імпульс спортсмена, m - його маса, v - його швидкість.
Якщо спортсмен рухається по колу зі сталою швидкістю, то його швидкість завжди змінюється напрямленим до центра круга прискоренням a = v^2 / r, де r - радіус кола.
Тому, за час Т/2, спортсмен пройде половину кола і змінить напрям імпульсу на 180 градусів, зберігаючи його модуль.
Отже, зміна імпульсу за час Т/2 дорівнює подвійному імпульсу спортсмена, тобто:
Δp = 2p = 2mv
Зважаючи на те, що спортсмен пробігає кожне коло за час Т, швидкість його можна виразити як:
v = 2πr / T
де π - число Пі, r - радіус кола.
Тому, імпульс спортсмена можна записати як:
p = m(2πr / T)
Тоді зміна імпульсу за час Т/2 буде:
Δp = 2mv = 2m(2πr / T) = 4mπr / T
Отже, модуль зміни імпульсу спортсмена за час Т/2 дорівнює 4mπr / T