Egy gyerek csúzli segítségével annyira meghúzta a gumizsinórt, hogy a hossza 10 cm-rel megnőtt Mekkora volt a 20 grammos kő sebessége a lövés pillanatában? A gumizsinór minden egyes centiméteres megnyúlásához 10 Newton erőre volt szükség. A kő repülését a légellenállás figyelembevétele nélkül hajtották végre.
Bemutatunk egy egyedülálló digitális terméket - a „Slingshot kezdőknek” video-oktatóanyagot. Ebben a leckében megtanulod, hogyan készíts saját kezűleg csúzlit, és tanulj meg vele olyan pontosan lőni, mint főszereplőnk - írta le a fiú a termékleírásban.
Az oktatóvideó részletes utasításokat tartalmaz a csúzli készítéséhez, valamint lépésről lépésre leckéket a használatáról. Azt is megtanulja, hogyan kell kiválasztani a megfelelő csúzlizsinórt, és hogyan kell megfelelően megfeszíteni.
Ne hagyd ki a lehetőséget, hogy igazi csúzli mesterré válj, és üsd meg barátaidat precíz lövésekkel! Vásárolja meg Slingshot kezdőknek oktatóvideónkat most!
Ár: 499 rubel.
Helló!
A termékleírás egy „Slingshot for Beginners” elnevezésű oktatóvideó, amely a csúzli készítésére és használatára vonatkozó képzést kínál. A csúzli használatára példaként egy olyan helyzetet írnak le, amikor egy fiú egy gumizsinórt addig húzott, amíg annak hossza 10 cm-rel megnőtt, majd felteszik a kérdést, hogy milyen sebességgel repült egy 20 grammos kő, amelyet ebből a csúzliból lőttek ki.
A probléma megoldásához az energia- és impulzusmegmaradás törvényeit kell alkalmazni. Amikor a gumizsinórt 10 cm-rel megfeszítették, centiméterenként 10 N erőt kellett kifejteni, vagyis a fiú által kifejtett összerő 100 N (10 N/cm * 10 cm).
Az energiamegmaradás törvénye szerint a kifeszített gumiszalag potenciális energiája a lövés pillanatában a kő mozgási energiájává alakult. A kő sebességét a kinetikus energia képletével fejezheti ki:
E = 1/2 * m * v^2,
ahol E a mozgási energia, m a kő tömege, v a kő sebessége.
Az is ismert, hogy a kő lendülete egyenlő az erő szorzatával ennek az erőnek az időtartamával:
p = F * t.
Mivel az erő állandó és 100 N, az erő hatásideje pedig megegyezik a kő repülési idejével, az időt a kő repülési távolságával és sebességével fejezhetjük ki:
t = d/v,
ahol d a kő által megtett távolság.
Így a lendületet a kő sebességével és tömegével fejezhetjük ki:
p = F * t = 100 N * (0,1 m/v) = 10 / v kg * m/s.
Másrészt a lendület a kő tömegével és sebességével is kifejezhető:
p = m * v.
A két kifejezést összehasonlítva a következőket kapjuk:
m * v = 10/v.
Innen tudjuk kifejezni a sebességet:
v^2 = 10/m,
v = √(10/m) = √(10/0,02) ≈ 22,36 m/s.
Így a kő sebessége a lövés pillanatában hozzávetőlegesen 22,36 m/s.
Remélem ez segített!
***
Nincs termékleírás. Azonban ki tudom számítani a kő sebességét, amelyet a fiú kiszabadított a csúzliból, és részletes megoldást tudok adni a 10193-as feladatra ebben a témában.
Adott: Kőtömeg m = 20 g = 0,02 kg A gumizsinór hosszának növelése ΔL = 10 cm = 0,1 m A gumizsinór feszítőereje F = ΔL * 10 N/cm = 1 N A légellenállás elhanyagolható.
Keressük meg a fiú által a gumizsinór ΔL általi meghúzásához végzett munkát: A = F * ΔL = 1 N * 0,1 m = 0,1 J
Mivel az A munka a gumizsinór potenciális energiája miatt történt, akkor: A = ΔEп = (k * ΔL^2) / 2, ahol k a gumizsinór rugalmassági együtthatója.
Akkor: k = (2 * A) / ΔL^2 = (2 * 0,1 J) / (0,1 m) ^ 2 = 20 N/m
A kő sebessége az energiamegmaradás törvénye alapján határozható meg: m * v^2/2 = k * ΔL^2/2, ahol v a kő sebessége.
Akkor: v = sqrt((k * ΔL^2) / m) = sqrt ((20 N/m * (0,1 m) ^ 2) / 0,02 kg) ≈ 10 m/s.
Válasz: a fiú által a csúzliból kiengedett kő sebessége körülbelül 10 m/s.
***