Шарик массой 25 г движется со скоростью 20 м/с. Определите изменение импульса шарика и среднюю силу удара при столкновении
шарика с вертикальной стеной. Продолжительность удара считать равным
0,01с. (считать удар абсолютно упругим)

Для решения задачи, давайте разберем все шаги:

1. Определим изменение импульса

Импульс (p) объекта можно выразить через массу и скорость:
$p = mv$
где
$m$ — масса объекта,
$v$ — скорость объекта.

У нас есть шарик массой 25 г, что эквивалентно 0,025 кг (перевели граммы в килограммы).
Скорость шарика до удара с вертикальной стеной равна 20 м/с, и предполагаем, что после удара шарик отражается с той же скоростью, но в противоположном направлении, поскольку удар абсолютно упругий.

Итак, начальная скорость шарика до удара $v_1 = 20 \, \text{м/с}$.
После удара скорость $v_2 = -20 \, \text{м/с}$, то есть она меняет знак, так как шарик отражается от стенки.

Импульс до удара (p1): $p_1 = m \cdot v_1 = 0,025 \, \text{кг} \cdot 20 \, \text{м/с} = 0,5 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}$

Импульс после удара (p2): $p_2 = m \cdot v_2 = 0,025 \, \text{кг} \cdot (-20) \, \text{м/с} = -0,5 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}$

Теперь определим изменение импульса (Δp): $\Delta p = p_2 - p_1 = -0,5 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} - 0,5 \, \text{кг} \cdot \text{м/с} = -1 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}$

Таким образом, изменение импульса шарика при столкновении с стеной составляет -1 кг·м/с.

2. Определим среднюю силу удара

Среднюю силу удара можно найти по формуле: $F_{\text{ср}} = \frac{\Delta p}{\Delta t}$

где
$\Delta p$ — изменение импульса,
$\Delta t$ — время столкновения (ударное время).

Из условия задачи известно, что время удара $\Delta t = 0,01 \, \text{с}$.

Теперь подставим значения: $F_{\text{ср}} = \frac{-1 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}}{0,01 \, \text{с}} = -100 \, \text{Н}$

Знак минус указывает на то, что сила направлена в противоположную сторону от начальной скорости шарика. Однако, обычно при описании силы используется модуль, поэтому сила будет равна 100 Н.

Ответ:

• Изменение импульса шарика при столкновении с вертикальной стеной составляет -1 кг·м/с.
• Средняя сила удара при столкновении равна 100 Н.