Дете с прашка опъна гуменото въже толкова силно, че дължината му се увеличи с 10 см. Каква беше скоростта на 20-грамовия камък в момента на изстрела? За всеки сантиметър удължение на гумената корда е необходима сила от 10 нютона. Полетът на камъка беше извършен без да се взема предвид съпротивлението на въздуха.
Представяме на вашето внимание уникален цифров продукт - видео урок „Прашка за начинаещи“. В този урок ще научите как да направите прашка със собствените си ръце и да се научите как да стреляте с нея толкова точно, колкото нашият главен герой - момчето, описано в описанието на продукта.
Видео урокът съдържа подробни инструкции как да направите прашка и уроци стъпка по стъпка как да я използвате. Освен това ще научите как да изберете правилното въже за прашка и как правилно да го опънете.
Не пропускайте възможността да станете истински майстор на прашката и да уцелите приятелите си с прецизни изстрели! Купете нашия видео урок за Slingshot за начинаещи сега!
Цена: 499 рубли.
Здравейте!
Описанието на продукта е видео урок, наречен „Прашка за начинаещи“, който предлага обучение как да направите и използвате прашка. Като пример за използване на прашка е описана ситуация, когато момче дърпа гумено въже, докато дължината му се увеличи с 10 см. След това се задава въпросът с каква скорост излетя камък с тегло 20 грама, изстрелян от тази прашка.
За решаването на този проблем е необходимо да се използват законите за запазване на енергията и импулса. Когато гуменото въже беше опънато с 10 cm, беше необходимо да се приложи сила от 10 N на сантиметър, т.е. общата сила, която момчето приложи, беше 100 N (10 N/cm * 10 cm).
Според закона за запазване на енергията потенциалната енергия на опънатия ластик се превръща в кинетичната енергия на камъка в момента на изстрела. Можете да изразите скоростта на камък с помощта на формулата за кинетична енергия:
E = 1/2 * m * v^2,
където E е кинетичната енергия, m е масата на камъка, v е скоростта на камъка.
Известно е също, че импулсът на камък е равен на силата, умножена по продължителността на тази сила:
p = F * t.
Тъй като силата е постоянна и равна на 100 N, а времето на действие на силата е равно на времето на полета на камъка, можем да изразим времето чрез разстоянието, което камъкът е прелетял и скоростта:
t = d / v,
където d е разстоянието, изминато от камъка.
Така можем да изразим импулса по отношение на скоростта и масата на камъка:
p = F * t = 100 Н * (0,1 м / v) = 10 / v кг * м/с.
От друга страна, инерцията може да бъде изразена и като маса и скорост на камъка:
p = m * v.
Сравнявайки тези два израза, получаваме:
m * v = 10 / v.
От тук можем да изразим скоростта:
v^2 = 10 / m,
v = √(10 / m) = √(10 / 0,02) ≈ 22,36 m/s.
Така скоростта на камъка в момента на изстрела е приблизително 22,36 m/s.
Надяваме се, че това помогна!
***
Няма описание на продукта. Мога обаче да изчисля скоростта на камъка, който момчето пусна от прашката, и да дам подробно решение на задача 10193 по тази тема.
Дадени: Маса на камък m = 20 g = 0,02 kg Увеличаване на дължината на гуменото въже ΔL = 10 cm = 0,1 m Сила на опън на гумената корда F = ΔL * 10 N/cm = 1 N Въздушното съпротивление е незначително.
Нека намерим работата, извършена от момчето, за да издърпа гуменото въже от ΔL: A = F * ΔL = 1 N * 0,1 m = 0,1 J
Тъй като работата А е извършена поради потенциалната енергия на гуменото въже, тогава: A = ΔEп = (k * ΔL^2) / 2, където k е коефициентът на еластичност на гуменото въже.
Тогава: k = (2 * A) / ΔL^2 = (2 * 0,1 J) / (0,1 m)^2 = 20 N/m
Скоростта на камъка може да се намери с помощта на закона за запазване на енергията: m * v^2 / 2 = k * ΔL^2 / 2, където v е скоростта на камъка.
Тогава: v = sqrt((k * ΔL^2) / m) = sqrt((20 N/m * (0,1 m)^2) / 0,02 kg) ≈ 10 m/s.
Отговор: скоростта на камъка, пуснат от момчето от прашката, е около 10 m/s.
***