Дано:
- Масса тела m = 2 кг
- Высота h = 10 м
- Длительность удара t = 0,1 с
- Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с²
Найти:
- Среднее значение силы <F> удара
Решение:
1. Найдем скорость тела при ударе о землю. Используем уравнение для свободного падения:
v = sqrt(2gh)
Подставляем значения:
v = sqrt(2 × 9,8 м/с² × 10 м)
v = sqrt(196 м²/с²)
v = 14 м/с
2. Найдем импульс тела до удара. Импульс p равен произведению массы на скорость:
p = m × v
p = 2 кг × 14 м/с
p = 28 кг·м/с
3. Найдем изменение импульса, которое происходит за время удара. Поскольку перед ударом импульс был 28 кг·м/с, а после удара он станет равен нулю (тело останавливается), изменение импульса Δp будет равно:
Δp = 28 кг·м/с - 0 кг·м/с
Δp = 28 кг·м/с
4. Средняя сила <F> удара равна изменению импульса, деленному на длительность удара:
<F> = Δp / t
<F> = 28 кг·м/с / 0,1 с
<F> = 280 Н
Ответ:
Среднее значение силы удара составляет 280 Н.