Một quả bóng khối lượng 200 g đang bay với tốc độ 72 k m / h thì đập vào một bức tường thẳng đứng theo phương nghiêng góc 60 ∘ so với mặt tường, rồi bật ngược lại với tốc độ không đổi.

10/30

Một quả bóng khối lượng \(200{\rm{\;g}}\) đang bay với tốc độ \(72{\rm{\;km}}/{\rm{h}}\) thì đập vào một bức tường thẳng đứng theo phương nghiêng góc \({60^ \circ }\) so với mặt tường, rồi bật ngược lại với tốc độ không đổi. Biết va chạm của bóng với tường tuân theo định luật phản xạ của gương phẳng (góc phản xạ bằng góc tới), thời gian va chạm giữa bóng và tường là \(0,5{\rm{\;s}}\), lực trung bình do bóng tác dụng lên tường có độ lớn là

\(8{\rm{\;N}}\).

\(8\sqrt 3 {\rm{\;N}}\).

\(16{\rm{\;N}}\).

\(16\sqrt 3 {\rm{\;N}}\).

Giải thích

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng: B

Có thể mô tả chuyển động của quả bóng trước và sau khi va chạm với tường như sau:

Từ mối liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng ta xác định được độ lớn của lực tương tác giữa bóng và tường: \({\rm{\Delta \vec p}} = {\rm{\vec F}}{\rm{.\Delta t}} \Rightarrow {\rm{F}} = \frac{{{\rm{\Delta p}}}}{{{\rm{\Delta t}}}}\).

Trong đó .

Tốc độ của bóng trước và sau va chạm bằng nhau nên động lượng có độ lớn như nhau, ta có:

\({\rm{p'}} = {\rm{p}} = {\rm{mv}} = 0,2.\frac{{72}}{{3,6}} = 4{\rm{\;kg}}{\rm{.m/s}}\).

Độ biến thiên động lượng của quả bóng

Từ mối liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng ta có:

\({\rm{\Delta \vec p}} = {\rm{\vec F}}{\rm{.\Delta t}} \Rightarrow {\rm{F}} = \frac{{{\rm{\Delta p}}}}{{{\rm{\Delta t}}}} = \frac{{4\sqrt 3 }}{{0,5}} = 8\sqrt 3 {\rm{\;N}}{\rm{.\;}}\)