Impulsul mecanic și ciocnirile
Ideile de bază pe scurt și, unde există, exercițiile din subiectele de BAC care le verifică. Lecția completă, animată, cu grile și exerciții corectate, e în aplicația Tomomi.
Pe scurt
Formulă · Impulsul mecanic
Cantitatea de mișcare. Mărime vectorială, în direcția vitezei. Unitate: .
Formulă · Teorema impulsului
Variația impulsului este egală cu impulsul forței (forța ori timpul). .
Lege · Conservarea impulsului
Într-un sistem izolat (fără forțe exterioare), impulsul total rămâne constant.
Capcană · Ce se conservă la ciocniri
Impulsul se conservă în orice ciocnire dintr-un sistem izolat. Energia cinetică se conservă doar la ciocnirea elastică; la cea plastică o parte se pierde ca deformare și căldură.
Din subiectele de BAC
Exerciții reale din subiectele anilor trecuți. Încearcă-le singur înainte să deschizi rezolvarea.
Un corp având masa , considerat punctiform, este suspendat la un capăt al unui fir inextensibil și de masă neglijabilă, având lungimea . Celălalt capăt al firului este fixat într-un punct aflat la înălțimea față de sol. Corpul este eliberat, din repaus, din punctul în care firul întins formează cu verticala unghiul (). Când corpul ajunge în punctul , în care firul formează cu verticala unghiul (), firul se rupe, iar corpul își continuă mișcarea până la căderea pe suprafața orizontală a solului. Se neglijează frecările și interacțiunea cu aerul, iar energia potențială gravitațională este considerată nulă la nivelul solului. Se consideră .
Calculați valoarea impulsului mecanic al corpului în momentul imediat anterior atingerii solului.
Vezi rezolvarea
După ruperea firului corpul se mișcă liber în câmp gravitațional, iar frecările se neglijează, deci energia mecanică se conservă între (la înălțimea , cu viteza ) și punctul de pe sol (unde ):
Masa se simplifică:
Impulsul este
Observă că nu a fost nevoie să descompui mișcarea de după rupere în componente - conservarea energiei dă direct valoarea vitezei, indiferent de direcția ei.
Un corp cu masa este lansat de la baza unui plan înclinat foarte lung cu viteza orientată de-a lungul planului înclinat, spre vârful acestuia. Corpul urcă pe planul înclinat până la înălțimea maximă față de baza planului înclinat, după care revine în punctul de lansare.
Determinați valoarea impulsului corpului în momentul lansării.
Vezi rezolvarea
Impulsul în momentul lansării este , orientat de-a lungul planului înclinat, spre vârful acestuia.
Un jucător de fotbal lovește o minge aflată inițial în repaus. Ca urmare mingea capătă viteza . Masa mingii este , iar durata loviturii . Modulul forței medii aplicate mingii de jucător este:
a.
b.
c.
d.
Vezi rezolvarea
Aplicăm teorema variației impulsului: . Rezultă . Răspunsul corect este litera c.