`'n 160 g-bal, wat teen 'n snelheid van 40 m.s⁻¹ gebul word, word deur 'n krieketkolf geaffekteer - NSC Technical Sciences - Question 3 - 2022 - Paper 1

Om die impuls te bereken, gebruik ons die formule:

$ext{Impuls} = ext{m} imes ( ext{v}_f - ext{v}_i)$

Hier is die massa van die bal 0.16 kg, die finale snelheid 65 m.s⁻¹, en die aanvanklike snelheid 40 m.s⁻¹:

$ext{Impuls} = 0.16 imes (65 - (-40)) = 0.16 imes 105 = 16.8 ext{ kg m.s⁻¹}$

Die netto krag kan bereken word deur die impulsgrossing oor tyd te neem:

F_{ ext{net}} = rac{ ext{ΔP}}{ ext{Δt}}

Waar $ext{ΔP} = 16.8 ext{ kg m.s⁻¹}$ en $ext{Δt} = 4 imes 10^{-3} ext{ s}$:

F_{ ext{net}} = rac{16.8}{4 imes 10^{-3}} = 4200 ext{ N}

Die beginsel van behoud van linêre momentum stel dat in 'n geslote stelsel, die totale momentum voor 'n botsing gelyk is aan die totale momentum na die botsing. Dit geld in die geval van elastiese en onelastiese botsings.

Die behoud van momentum voor en na die botsing kan uitgedruk word as:

$m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$

Hier, $m_1 = 1 ext{ kg}, v_1 = 5 ext{ m.s⁻¹}$, $m_2 = 1.8 ext{ kg}, v_2 = 2.5 ext{ m.s⁻¹}$. Laat $v_1'$ die snelheid na die botsing van die 1 kg-blok wees. Na substitusie vind ons:

$1(5) + 1.8(2.5) = 1(v_1') + 1.8(v_2')$ $5 + 4.5 = 1(v_1') + 1.8(v_2')$ $9.5 = v_1' + 1.8(v_2')$

Omdat die samenstelling van die stelsels onelasties is, kan ons die verhouding van snelhede gebruik om die finale snelhede aan te dui.

Aangesien die momentum nie bewaar word soos in die geval van elastiese botsings nie, is hierdie botsing onelasties. Dit kan gesien word in die feit dat 'n deel van die kinetiese energie tydens die botsing verlore gaan in die vorm van warmte en geluide.