Задачи по теме Импульс тела. Закон сохранения импульса
из учебника Лукашик, Иванова (глава Движение и взаимодействие тел)

Д. 51. Лиса гонится за зайцем с такой скоростью, что ее импульс равен импульсу зайца. Сможет ли лиса догнать зайца?
Д. 52. Слон массой 4,5 т бежит со скоростью 10 м/с. С какой скоростью должен ехать автомобиль массой 1500 кг, чтобы его импульс был равен импульсу слона?
Д. 53. Во сколько раз импульс бронетранспортера на суше больше, чем в воде, если его скорость на суше равна 22,5 м/с, а в воде равна 10 км/ч?
Д. 54. Насколько изменился импульс бегуна массой 80 кг перед финишем, если в течение последних 10 с спортсмен бежал с постоянным ускорением, равным 0,2 м/с2?
Д. 55. Мячик массой 100 г, брошенный вертикально вверх, вернулся обратно через 6 с. Определите импульс мяча в момент броска и в верхней точке.
Д. 56. Камешек массой 30 г упал с высоты 20 м. Каким импульсом обладал камешек в момент удара о землю?
Д. 57*. Тело массой m, брошенное вертикально вниз со скоростью v0, за время падения получило приращение импульса, равное Др. Сколько времени тело находилось в полете, если известна средняя скорость его движения vср? С какой высоты упало тело?
Д. 58. Зная длину I качелей, предложите способ определения импульса и скорости своего тела в нижней точке траектории с использованием весов. Считать, что весы сохраняют горизонтальное положение.
Д. 59*. Определите отношение импульсов двух тел 1 и 2 массами m и 3m соответственно, если модули векторов скорости (рис. 10д) отличаются в три раза. Чему равна сумма проекций векторов импульсов на ось X?
Д. 60*. Импульсы четырех тел представлены с помощью векторов на рисунке 11д. Причем модули векторов соотносятся следующим образом: p1=p2, p3=2p1, p4=1.5p1. Третье тело движется со скоростью 4 м/с, а массы тел соответственно равны 1; 4; 3; 12 кг. Какое из тел обладает максимальной скоростью? Определите сумму проекций векторов импульсов тел на каждую из осей координат X и Y и её знак.
Д. 61*. Импульсы двух тел представлены на рисунке 12д с помощью векторов. Вектор импульса р2 образует с положительным направлением оси X угол π/4, а вектор импульса р1 — угол 3π/4. Определите сумму проекций векторов на каждую из осей координат и ее знак.
Д. 62*. Ознакомьтесь с условием предыдущей задачи и ответьте на поставленный вопрос, если оси координат повернуты на угол π/4 против часовой стрелки; на этот же угол по часовой стрелке.
Д. 63*. Два небольших тела одинаковой массы, жестко соединенные прямым стержнем, вращаются вокруг оси О, проходящей через центр масс системы перпендикулярно стержню. Ось вращения неподвижна. Сделайте рисунок и докажите, что сумма проекций векторов импульсов тел на любую ось X, лежащую в плоскости вращения, равна нулю. Проверьте, будет ли справедливо это утверждение, если массы тел различны; ось вращения О пересекает стержень в другой точке.
Д. 64*. Теннисный мяч массой 100 г, летящий со скоростью 180 км/ч перпендикулярно вертикальной стене, отскакивает от нее без заметной потери скорости в противоположном направлении. Определите модуль изменения проекции импульса |Δрх| на ось, совпадающую с направлением движения мяча до удара.
Д. 65*. Машина проезжает поворот дороги по дуге, имеющей вид 1/4 части окружности. На какой угол поворачивается при этом вектор импульса машины? Чему равны изменение проекции импульса на ось X, совпадающую по направлению с вектором импульса машины до поворота, и модуль вектора изменения импульса |Δp|?
Д. 66. Скорость тела массой 2,2 кг изменяется в соответствии с уравнением v = 10-0,2t. Определите импульс тела в начальный момент. Через какое время импульс тела уменьшится в два раза?
Д. 67. Координата конькобежца массой 75 кг на некотором стартовом участке дистанции описывается уравнением х = 5,2 + 5,2t + 1,3t2. Определите импульс конькобежца в момент начала наблюдения и его приращение за следующую секунду. Остается ли это значение постоянным для каждой последующей секунды? Через сколько времени от момента начала наблюдения импульс достигнет максимального значения, если максимальная скорость, которую может развить спортсмен, равна 13 м/с?
Д. 68. Движение тела массой 0,5 кг описывается уравнением х = 30 + 12t - 0,2t2. Определите импульс р0 тела в момент начала наблюдения. Сколько времени пройдет до того момента, как проекция импульса на ось X станет равной -р0/2? Определите модуль изменения проекции импульса.
Д. 69. Если человек спрыгивает с лодки на берег водоема с неподвижной водой, то не привязанная к причалу лодка отплывает от берега. Почему этого не происходит, если человек спрыгивает на причал с корабля?
Д. 70. Человек решил перейти от кормы к носу лодки, плывущей по течению реки. Как при этом изменится импульс человека, лодки, системы лодка — человек относительно берега реки?
Д. 71. Во время салюта выстрел был произведен в вертикальном направлении в безветренную погоду, причем взрыв снаряда произошел в верхней точке траектории полета. Чему равен суммарный импульс системы горящих частиц в момент взрыва?
Д. 72. Почему при стрельбе из ружья рекомендуется плотно прижимать приклад к плечу?
Д. 73. С какой целью в охотничьих ружьях применяют утяжеление ложа с помощью металлических накладок или даже заливки свинцом?
Д. 74. Скорость пули массой 7,9 г при вылете из ствола автомата Калашникова равна 715 м/с. Определите проекцию вектора скорости, сообщаемой автоматчику массой 80 кг, на направление движения пули, если масса автомата равна 3,6 кг.
Д. 75. Почему пуля, о которой идет речь в предыдущей задаче, пробивает в стекле небольшое отверстие, а камень массой 280 г, летящий со скоростью 20 м/с, разбивает стекло?
Д. 76*. При выстреле в горизонтальном направлении пистолет приобретает импульс, противоположный по направлению импульсу пули. Почему же тогда пистолет подпрыгивает вверх?
Д. 77. С отплывающей от берега со скоростью 1,3 м/с лодки, масса которой вместе с человеком равна 250 кг, в горизонтальном направлении сбросили на берег груз. Чему равна масса груза, если скорость лодки увеличилась на 0,1 м/с?
Д. 78. Кабина подвесной дороги, масса которой вместе с пассажиром равна 200 кг, на некотором участке пути движется по инерции в горизонтальном направлении со скоростью 1,2 м/с. Пассажир нечаянно роняет на землю пакет массой 25 кг. Определите: сумму проекций векторов импульсов тел на направление движения до начала падения пакета; проекцию импульса пакета в момент начала падения. Изменится ли скорость кабины?
Д. 79. По данным предыдущей задачи определите, в каком направлении и какую минимальную скорость надо сообщить пакету в горизонтальном направлении, чтобы кабина остановилась; скорость кабины увеличилась в 1,5 раза.
Д. 80. Чтобы аэростат, неподвижно висящий над землей, стал подниматься вверх, надо выбросить из корзины часть балластного груза. Каким наилучшим образом надо это сделать, чтобы не вызвать резких колебаний корзины аэростата? Рассмотрите несколько вариантов: 1) выбросить груз через борт или через люк в полу корзины; 2) отпустить груз или сообщить ему начальную скорость в каком-либо направлении; 3) избавиться от груза по частям или целиком.
Д. 81. Тело, летевшее со скоростью 2 м/с относительно земли, мгновенно разделяется на три части массами m1 = 3 кг, m2=2кг и m3=1кг. Первое тело продолжает движение со скоростью 6 м/с в прежнем направлении, а второе движется в противоположном направлении со скоростью 3 м/с. Определите скорость третьего тела.
Д. 82. Для чего хищная птица, камнем падающая с неба, у самой земли расправляет крылья?
Д. 83. Почему при стыковке космических кораблей добиваются очень малой разности скоростей?
Д. 84. На тележку массой 50 кг, катившуюся по горизонтальной поверхности со скоростью 1,4 м/с, опустили груз массой 20 кг. Как и на сколько изменится скорость тележки?
Д. 85. В центр свободно висящей мишени массой 162 г попадает стрела массой 18 г, летевшая горизонтально со скоростью 20 м/с. Какая скорость сообщается при этом мишени от вонзившейся в нее стрелы?
Д. 86. Обезьянке никак не удавалось выкатить очень гладкий упругий мячик из ямки с гладкими стенками в твердом массивном основании (рис. 13д). В зазор между мячиком и стенками ямки не удавалось просунуть даже очень тонкую веточку. И все же обезьянке удалось с помощью лап достать мячик. Объясните, как она это сделала.
Д. 87. Почему у основания детской ледяной горки со временем образуется ряд углублений, из-за чего санки подпрыгивают?
Д. 88. Два биллиардных шара одинаковой массы, один из которых движется со скоростью v1, а другой покоится, испытывают упругий центральный удар. После столкновения первый шар останавливается. С какой скоростью будет двигаться второй шар?
Д. 89. Ознакомьтесь с условием предыдущей задачи. Пусть теперь не один, а несколько одинаковых соприкасающихся шаров выстроились в шеренгу на линии движения первого шара. Какие или какой из шаров придет в движение?
Д. 90. По данным условия задачи Д. 64 определите: какой импульс сообщает мяч вертикальной стенке при абсолютно упругом ударе; среднюю силу, с которой стена действует на мяч, если тела находились в контакте в течение 0,01 с.
Д. 91. В чем принципиальное различие способа перемещения в воде человека и осьминога?
Д. 92. Если перестать удерживать воздушный шарик из легкого материала, наполненный горячим воздухом, то он взлетит вверх. Аналогично поведет себя в начальный момент надутый, не завязанный веревочкой резиновый шарик, если вы, держа его отверстием вниз, разожмете пальцы. Какие причины вызывают движение шарика вверх в первом и во втором случае?
Д. 93. Чтобы сообщить ракете массой М первую космическую скорость v за время At, из сопла ракеты с постоянной скоростью и относительно ракеты должна истекать в единицу времени масса газа μ (кг/с). (Газ образуется при взаимодействии горючего с окислителем, что в совокупности называется топливом.) Желая определить необходимую для полета массу топлива m = μΔt, мальчик вспомнил закон сохранения импульса, написал уравнение MΔv = μΔtu и получил, что m = MΔv/u. На самом деле топлива понадобится гораздо больше. Что не учел мальчик?

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
Видео онлайн