'n 160 g-bal, wat teen 'n snelheid van 40 m·s⁻¹ geboul word, word deur 'n krieketkolf geaffekteer - NSC Technical Sciences - Question 3 - 2022 - Paper 1

Die impuls kan bereken word met die formule:

$Impulse = m(v_{f} - v_{i})$

Hier is:

• $m = 0.16 ext{ kg}$ (160 g in kg)
• $v_{f} = 65 ext{ m·s}^{-1}$ (eindige snelheid)
• $v_{i} = -40 ext{ m·s}^{-1}$ (aanvanklike snelheid, negatief omdat dit in die teenoorgestelde rigting is)

Berekening:

$Impulse = 0.16 imes (65 - (-40)) = 0.16 imes 105 = 16.8 ext{ kg·m·s}^{-1}$

Die netto krag kan bereken word deur die impuls te deel deur die kontaktyd:

F_{net} = rac{Impulse}{ riangle t}

Hier is:

• $Impulse = 16.8 ext{ kg·m·s}^{-1}$
• $riangle t = 4 imes 10^{-3} ext{ s}$

Berekening:

F_{net} = rac{16.8}{4 imes 10^{-3}} = 4200 ext{ N}

Die beginsel van behoud van lineêre momentum verklaar dat in 'n geslote of geïsoleerde stelsel, die totale lineêre momentum voor en na 'n botsing of ontploffing konstant bly. Dit beteken dat die totale momentum van 'n stelsel voor die botsing gelyk is aan die totale momentum na die botsing.

Die behoud van momentum stel ons in staat om die finale snelhede van die blokke na die botsing te bereken:

$m_{1}v_{1}^{before} + m_{2}v_{2}^{before} = m_{1}v_{1}^{after} + m_{2}v_{2}^{after}$

Hier is:

• $m_{1} = 1 ext{ kg}$, $v_{1}^{before} = 5 ext{ m·s}^{-1}$
• $m_{2} = 1.8 ext{ kg}$, $v_{2}^{before} = 2.5 ext{ m·s}^{-1}$
• $v_{2}^{after} = 3 ext{ m·s}^{-1}$ (na botsing)

Die berekening kan soos volg uitgevoer word:

$(1)(5) + (1.8)(2.5) = (1)(v_{1}^{after}) + (1.8)(3)$

Oplossing lewer: $5 + 4.5 = v_{1}^{after} + 5.4$

$v_{1}^{after} = 4.1 ext{ m·s}^{-1} ext{ in die rigting van beweging.}$