Вопрос задан 26.03.2025 в 09:48. Предмет Физика. Спрашивает Яресько Мирослава.

Движение материальной точки описывается уравнением х = 8t + 4t2. Приняв ее массу равной 2 кг, найти импульс через 2 с и через 4 с после начала отсчета времени, а также силу, вызвавшую это изменение импульса.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Абрамова Ольга.

Для того чтобы найти импульс и силу, вызвавшую изменение импульса, нужно рассчитать следующие величины:

  1. Импульс через 2 с и через 4 с.

Импульс p\vec{p} материальной точки равен произведению её массы на её скорость:

p=mv\vec{p} = m \cdot \vec{v}

где:

  • m=2кгm = 2 \, \text{кг} — масса,
  • v\vec{v} — скорость.

Для этого сначала нужно найти скорость, которая является первой производной от координаты по времени.

Уравнение координаты x(t)x(t) дано как:

x(t)=8t+4t2x(t) = 8t + 4t^2

Теперь найдём скорость v(t)v(t), взяв первую производную от x(t)x(t) по времени:

v(t)=dxdt=8+8tv(t) = \frac{dx}{dt} = 8 + 8t

Теперь найдём импульс в моменты времени t=2сt = 2 \, \text{с} и t=4сt = 4 \, \text{с}.

  • В момент t=2сt = 2 \, \text{с}:
v(2)=8+82=8+16=24м/сv(2) = 8 + 8 \cdot 2 = 8 + 16 = 24 \, \text{м/с}

Импульс в момент t=2сt = 2 \, \text{с}:

p(2)=mv(2)=224=48кгм/сp(2) = m \cdot v(2) = 2 \cdot 24 = 48 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
  • В момент t=4сt = 4 \, \text{с}:
v(4)=8+84=8+32=40м/сv(4) = 8 + 8 \cdot 4 = 8 + 32 = 40 \, \text{м/с}

Импульс в момент t=4сt = 4 \, \text{с}:

p(4)=mv(4)=240=80кгм/сp(4) = m \cdot v(4) = 2 \cdot 40 = 80 \, \text{кг} \cdot \text{м/с}
  1. Сила, вызвавшая изменение импульса.

Сила, действующая на материальную точку, можно найти через изменение импульса с помощью второго закона Ньютона:

F=dpdt\vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt}

где p\vec{p} — импульс, dpdt\frac{d\vec{p}}{dt} — скорость изменения импульса.

Чтобы найти силу, сначала нужно вычислить производную от импульса по времени. Импульс p(t)=mv(t)\vec{p}(t) = m \cdot v(t), а скорость v(t)=8+8tv(t) = 8 + 8t. Таким образом:

p(t)=2(8+8t)p(t) = 2 \cdot (8 + 8t) p(t)=16+16tp(t) = 16 + 16t

Теперь находим производную импульса по времени:

dpdt=ddt(16+16t)=16\frac{dp}{dt} = \frac{d}{dt}(16 + 16t) = 16

Это и есть сила, действующая на точку, которая является постоянной и равна 16 Н.

Таким образом, сила, вызвавшая изменение импульса, равна 16 Н, и она постоянна на протяжении всего движения точки.

Ответ:

  • Импульс через 2 с: 48 кг·м/с.
  • Импульс через 4 с: 80 кг·м/с.
  • Сила, вызвавшая изменение импульса: 16 Н.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос