2) Импульс тела определяется как: p=mv, m-масса тела, v-его скорость.
Посчитаем массу автомобиля, когда бак полностью заполнен водой:
m=M+ρV, ρ-плотность воды (1000 кг/м³), V- объем бака.
m=4000 кг + 1000 кг/м³*4 м³ = 8000 кг = 8 т.
а) Переведем скорость в СИ: 18 км/ч = 18*1000/3600 = 5 м/с.
p=mv = 8000 кг * 5 м/с = 40 000 кг*м/с.
б) Переведем скорость в СИ: 54 км/ч = 54*1000/3600 = 15 м/с.
p=mv = 4000 кг * 15 м/с = 60 000 кг*м/с.
3) Запишем изменение импульса для шарика:
Δp=p₁-p₀ - здесь Δp, p₀, p₁ - вектора.
Где начальный импульс p₀=+mv₀, p₁=-mv₀.
|Δp| = mv₀-(-mv₀)=2mv₀=2*0.02 кг*5 м/с = 0,2 кг*м/с.
Сила через изменение импульса за время Δt:
F = |Δp|/Δt = 0,2 кг*м/с/0.1 c = 2 Н.
Время полета вверх и вниз равно, поэтому t = 2 c. Примем g = 10 м/с²
1) Vо = t * g = 2*10 = 20 м/с - начальная скорость.
2) hmax = V²/(2*g) = 20²/20 = 20 м - максимальная высота
3) V2 = Vo = 20 м/с - с какой скоростью улетал с такой же скоростью и вернулся на землю.