Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся вторым законом Ньютона в импульсной форме. Согласно этому закону, изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы.

Дано:
$F_x = 2 \text{ Н}$ (в интервале от $0$ до $5 \text{ с}$)
$\Delta t = 5 \text{ с}$ (интервал времени от $0$ до $5 \text{ с}$)
________________
$\Delta p_x - ?$

Физический закон:
Изменение проекции импульса тела $\Delta p_x$ за интервал времени $\Delta t$ равно произведению проекции силы $F_x$ на этот интервал времени:
$\Delta p_x = F_x \cdot \Delta t$

Геометрический смысл данной формулы заключается в том, что изменение импульса численно равно площади фигуры под графиком зависимости силы от времени. В нашем случае на интервале от $0$ до $5 \text{ с}$ график представляет собой прямую, параллельную оси времени, что соответствует постоянной силе.

Расчёт:
Подставим значения из условия задачи (по графику видно, что в течение первых $5 \text{ с}$ сила $F_x$ неизменна и равна $2 \text{ Н}$):
$\Delta p_x = 2 \text{ Н} \cdot 5 \text{ с} = 10 \text{ кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Проверим размерность: $\text{Н} \cdot \text{с} = (\text{кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}^2}) \cdot \text{с} = \text{кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}}$. Единицы измерения совпадают.

Таким образом, проекция импульса тела увеличилась на $10 \text{ кг} \cdot \frac{\text{м}}{\text{с}}$.

Ответ: 10

Источник: ФИПИ