Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 3 № 2651 
i
Средняя сила удара молотка по гвоздю составляет 19 Н. Какое давление оказывает забиваемый гвоздь на доску в процессе удара, если площадь поперечного сечения его острия 0,0000002 м2? Ответ запишите в паскалях.
Спрятать решение
Решение.
Давление, производимое на гвоздь, найдем по формуле
Ответ: 95 000 000.
Аналоги к заданию № 2551: 2503 2651 Все
Источник: ВПР 2022 год по физике 7 класс. Вариант 14
Спрятать решение
·
Прототип задания
·
Помощь
О проекте · Редакция · Правовая информация · О рекламе
© Гущин Д. Д., 2011—2023
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,655 -
гуманитарные
33,653 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,939 -
разное
16,901
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Как определить среднюю силу
Средняя сила – это условная величина. В случаях, когда сила, действующая на тело, меняется со временем или действие силы очень мало, то определить величину силы в каждый момент времени не представляется возможным. Поэтому в данных случаях принимают допущение, что за определенное время на тело действовала постоянная сила равная средней и рассчитывают именно ее – Fср.
Вам понадобится
- умение интегрировать
Инструкция
Пусть тело под действием некой силы F изменило свою скорость с V1 до V2 за короткий промежуток времени Δt. Ускорение данного тела будет равно a=(V2-V1)/Δt, где а, V1 и V2 – являются векторными величинами.
Подставьте данное выражение в формулу второго закона Ньютона: F=ma=m(V2-V1)/Δt=(mV2-mV1)/Δt, не забывая, что сила F – тоже векторная величина.
Запишите полученную формулу в несколько ином виде: FΔt=mΔV =Δp. Векторную величину FΔt, равную произведению силы на время ее воздействия, называют импульсом силы и измеряют в ньютонах умноженных на секунду (Н•с). А произведение массы тела на его скорость p=mV – импульсом тела или количеством движения тела. Эту векторную величину измеряют в килограммах, умноженных на метр в секунду (кг•м/с).
Т.о. второй закон Ньютона можно сформулировать иначе: импульс силы, действующей на тело равен изменению импульса тела: FΔt=Δp.
Если время воздействия силы было очень мало, например, во время удара, то среднюю силу находят так: Fср=Δp/Δt=m(V2-V1)/Δt.Пример: Мяч массой 0,26кг летел со скоростью 10м/с. После удара волейболиста, мяч увеличил скорость до 20м/с. Время удара – 0,005с. Средняя сила воздействия руки волейболиста на мяч равна в данном случае Fср=0,26•(20-10)/0,005с=520Н.
Если сила, действующая на тело, не постоянна, а меняется со временем по закону F(t), то путем интегрирования функции F(t) по времени t на промежутке от 0 до T найдите изменение импульса тела: dр=F(t)dt.
И по формуле Fср=dp/dt определите значение средней силы.Пример: Сила меняется со временем по линейному закону F=30t+2. Найдите среднюю силу воздействия за 5с. Сначала вычисляем импульс тела p=∫(30t+2)dt=15t²+2t , а затем среднюю силу: Fср=(15t²+2t)/t=15t+2=15•5+2=77Н
Видео по теме
Обратите внимание
Сила является векторной величиной. Если в результате расчетов значение Fср получилось отрицательным, это значит, что вектор силы направлен в сторону, противоположную направлению координатной оси.
Полезный совет
Не забывайте при решении задач переводить все используемые в формулах величины в СИ. Т.е. массу – в килограммы, скорость – в метры, деленные на секунду, а силу – в ньютоны.
Источники:
- Физика для углубленного изучения, Е.И. Бутиков, А.С. Кондратьев
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Of course the force changes during the impact – so to get close to an answer, you need both the time of the impact and the magnitude of the momentum transfer.
As user77567 pointed out, a fairly simple way to measure momentum transfer is with a ballistic pendulum. This would be a heavy steel ball (much heavier than the hammer) hung from a long wire. When you strike the ball, the hammer will bounce back (since it is much lighter) and the ball will swing through an arc $alpha$ before returning to the equilibrium position.
If ball has mass $M$ and hammer mass $m<<M$, then conservation of momentum tells us that
$$Mcdot v_{ball}= mcdot Delta v_{hammer}$$
For an elastic collision with $m<<M$, $Delta v_{hammer} approx 2 v_{initial}$
If the wire has length $ell$ and moves through a distance $d$, so $alpha = tan^{-1} frac{d}{ell}$, conservation of energy tells us that for small deflections, the height $h$ that the ball rises after the impact is
$$h = ell (1-cosalpha)approx frac{d^2}{2ell}$$
Conservation of energy then tells us
$$Mcdot gcdot h = frac12 M v^2$$
and it follows that
$$v = dsqrt{frac{g}{ell}}$$
Of course we could have got the same result directly from the equation of motion for a simple harmonic oscillator (pendulum).
The remaining interesting question is the impact time. This can be measured with simple electronic components. If you connect a resistor and a charge capacitor in parallel, with a “switch” formed by the contact between the hammer and the ball, then you can compute the impact time by observing the fraction of discharge of the capacitor due to the “closing of the switch” when the hammer hits the ball. Sufficiently thin and flexible wires should allow this measurement without disturbing the mechanics. Use a digital multimeter with sufficiently high impedance (at least 10 M). If the capacitor leaks slowly after you first charge it (say with a battery), you can observe the voltage dropping and hit the ball with the hammer just as the voltage hits a “round” value – this allows you to minimize the ffect of drift.
To make the measurement of impact time repeatable you could make the hammer part of a second pendulum that hits the ball from different heights: you can then plot the relationship between impact velocity and impact time, and this will allow you to get the time when you hit the ball really hard (when you might not get a good repeatable measurement of the time or velocity).
I hope this is enough to get you going…
