Импульс. Закон сохранения импульса

Импульс

  • Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями \(v_1=108\;км/ч\) и \(v_2=54\;км/ч\). Масса автомобиля \(m=1000\;кг\). Какова масса грузовика, если отношение импульса грузовика к импульсу легкового автомобиля равно \(1,5\)?

    Источник: ЕГЭ по физике 2013. Основная волна.

  • Отношение импульса автокрана к импульсу легкового автомобиля \(\frac{p_1}{p_2}=1,8\). Каково отношение их масс \(\frac{m_1}{m_2}\), если отношение скорости автокрана к скорости легкового автомобиля \(\frac{v_1}{v_2}=0,3\)?

    Источник: Демидова М. Ю. Типовые тестовые задания.

Второй закон Ньютона в импульсной форме

  • На тело массой 2,5 кг, движущееся прямолинейно в инерциальной системе отсчета, в течение 5 с в направлении движения действует постоянная сила, при этом импульс тела увеличивается на 40 кг∙м∕с. Какова величина силы, действующей на тело?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Тело двигалось по прямой в одном направлении. Под действием постоянной силы величиной 2 Н за 3 с модуль импульса тела увеличился и стал равен 15 кг∙м/с. Каков первоначальный импульс тела?

  • Под действием постоянной силы, равной по модулю 30 Н, тело движется в инерциальной системе отсчета по прямой в одном направлении. За какое время импульс тела уменьшится от 100 до 40 кг∙м∕с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Закон сохранения импульса

Простейшие (обыкновенные) задачи
  • Мальчик массой 22 кг, бегущий со скоростью 2,5 м/с, вскакивает сзади на платформу массой 12 кг. Чему равна скорость платформы с мальчиком?

  • С неподвижной лодки массой 50 кг на берег прыгнул мальчик массой 40 кг со скоростью 1 м/с относительно берега, направленной горизонтально. Какую скорость относительно берега приобрела лодка?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Два пластилиновых шарика с массами 3m и m, летящие по одной прямой навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями, при столкновении слипаются. Какой станет скорость шариков сразу после столкновения, если перед столкновением модуль скорости каждого из шариков был равен 4 м/с? Временем взаимодействия шариков пренебречь.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • На рельсах стоит платформа с орудием общей массой 15 т. Из орудия производится выстрел вдоль рельсов. Масса снаряда 100 кг, его начальная скорость относительно земли 500 м/с. Найти скорость платформы в первый момент после выстрела, если платформа двигалась со скоростью 18 км/ч и выстрел был произведен в направлении, противоположном направлению ее движения.

  • На покоящейся тележке массой 20 кг находится человек массой 60 кг. Какова будет скорость тележки относительно земли, если человек пойдет по тележке со скоростью 1 м/с относительно тележки?

    Источник: Рымкевич А. В. Физика. Задачник 10-11 класс.

Неизвестное направление
  • Платформа с песком массой 5 кг двигается со скоростью 0,8 м/с по гладкой горизонтальной поверхности. Навстречу платформе летит ядро массой 1 кг со скоростью 7 м/с. Ядро попадает в песок и застревает в нем. В какую сторону и с какой скоростью покатится платформа после попадания ядра?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Шар массой 2 кг движется со скоростью 4 м/с и сталкивается с неподвижным шаром массой 6 кг. Какова будет скорость и направление движения первого шара после упругого удара, если скорость неподвижного шара после удара окажется равной 2 м/с.

Системы, замкнутые на направление
  • Камень массой m=4 кг падает под углом α=30° к вертикали со скоростью 10 м/с в тележку с песком общей массой M=16 кг, покоящуюся на горизонтальных рельсах. Определите скорость тележки с камнем после падения в нее камня.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Коляска массой 40 кг движется равномерно и прямолинейно по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью 3 м/с. На ходу в нее кладут сумку массой 10 кг. Как изменится скорость коляски?

    Источник: Перышкин А. В. Физика 7-9 класс.

  • Снаряд вылетел из ствола пушки, закрепленной на железнодорожной платформе, вдоль рельсов под углом 60° к горизонту. Каким будет отношение \(\frac{v_с}{v_п}\) скоростей снаряда и платформы, с которыми они станут двигаться после выстрела, если отношение масс платформы с пушкой и снаряда равно \(\frac{m_п}{m_с}=1000\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • В ящик с песком массой 9 кг, соскальзывающий с гладкой наклонной плоскости, попадает горизонтально летящее ядро массой 3 кг и застревает в нём. Найдите скорость ящика сразу после попадания в него ядра, если непосредственно перед попаданием скорость ящика равна 6 м/с, а скорость ядра 12 м/с. Угол наклона плоскости к горизонту 60°.

  • На гладком горизонтальном столе стоит гладкий клин с углом при основании α=45°. На него положили шайбу и толкнули ее вверх вдоль наклонной плоскости клина со скоростью 1 м/с относительно стола. Когда шайба остановилась относительно клина, оказалось, что скорость клина равна 0,1 м/с. Чему равно отношение M/m масс клина и шайбы?

Движение по плоскости
  • Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 100 м/с, разрывается на два осколка. Один из осколков летит под углом 90° к первоначальному направлению. Под каким углом к этому направлению полетит второй осколок, если его масса 1 кг, а скорость 400 м/с?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Граната, летевшая с некоторой скоростью, разрывается на две части. Первый осколок летит под углом 90° к первоначальному направлению со скоростью 60 м/с, а второй – под углом 30° со скоростью 40 м/с. Чему равно отношение массы второго осколка к массе первого осколка.

  • Одинаковые шары массой 1 кг каждый движутся со скоростями, направления которых показано на рисунке, и сталкиваются. Чему будет равен суммарный импульс шаров после столкновения, если \(v_1=7\;м/с\), а \(v_2=v_1\cdot\sqrt2\)?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

  • Снаряд, выпущенный вертикально вверх, разорвался в верхней точке траектории. Первый осколок массой 1 кг приобрел скорость 400 м/с, направленную горизонтально. Второй осколок массой 1,5 кг полетел вверх со скоростью 200 м/с. Какова скорость третьего осколка, если его масса равна 2 кг?

    Источник: Гельф­гат И. М. Сбор­ник задач по фи­зи­ке для 9 клас­са.

  • Столкнулись два одинаковых пластилиновых шарика, причём векторы их скоростей непосредственно перед столкновением были взаимно перпендикулярны и вдвое отличались по модулю: \(v_1=2v_2\). Какой была скорость более быстрого шарика перед абсолютно неупругим столкновением, если после него величина скорости шариков стала равна 1,5 м/с? Ответ округлите до десятых.

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.

Задачи из 2 части (на 3 балла)
  • Кусок пластилина сталкивается со скользящим навстречу по горизонтальной поверхности стола бруском и прилипает к нему. Скорости пластилина и бруска перед ударом направлены противоположно друг другу равны \(v_{пл}=15\;м/с\) и \(v_{бр}=5\;м/с\). Масса бруска в 4 раза больше массы пластилина. Коэффициент трения скольжения между бруском и столом μ=0,17. На какое расстояние переместятся слипшиеся брусок с пластилином к моменту когда их скорость уменьшится на 30%?

    Источник: Лукашева А. В. Типовые тестовые задания.