Учебное пособие: Физика. Механика
Решение. По второму закону Ньютона произведение средней силы на время ее действия равно изменению импульса тела, вызванного этой силой, т.е.
, (1)
где и - скорости тела до и после действия силы; - время, в течение которого действовала сила.
Из (1) получим
(2)
Если учесть, что скорость численно равна скорости и противоположна ей по направлению, то формула (2) примет вид:
.
Так как шарик упал с высоты , то его скорость при ударе
.
С учетом этого получим
.
Подставив сюда числовые значения, найдем
Н=-14Н.
Знак «минус» показывает, что сила направлена противоположно скорости падения шарика.
Пример 4. Для подъема воды из колодца глубиной =20 м установили насос мощностью =3,7 кВт. Определить массу и объем воды, поднятой за время =7 ч, если к.п.д. насоса =80%.
Решение. Известно, что мощность насоса с учетом к.п.д. определяется формулой
, (1)
где - работа, совершенная за время ; - коэффициент полезного действия.
Работа, совершенная при подъеме груза без ускорения на высоту , равна потенциальной энергии , которой обладает груз на этой высоте, т.е.
(2)
где - ускорение свободного падения.
Подставив выражение работы по (2) в (1), получим
,
откуда
(3)
Выразим числовые значения величин, входящих в формулу (3), в единицах СИ: =3,7 кВт = 3,7∙103 Вт; =7 ч = 2,52∙104 с; =80%=0,8; =20 м.
Проверим единицы правой и левой частей расчетной формулы (3):
кг∙кг∙м2∙с2/(с3∙м∙м), кг=кг
Вычислим