Молекула массы m, летящая со скоростью v, ударяется о стенку сосуда под углом a

Условие задачи:

Молекула массы \(m\), летящая со скоростью \(\upsilon\), ударяется о стенку сосуда под углом \(\alpha\) к нормали и под таким же углом отскакивает от нее без потери скорости. Чему равен модуль изменения импульса молекулы за время удара?

Задача №2.1.79 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(m\), \(\upsilon\), \(\alpha\), \(\Delta p-?\)

Решение задачи:

Если молекула отскакивает от стенки сосуда без потери скорости, то угол между вектором скорости и нормалью сохранится, так как в этом случае мы имеем дело с упругим ударом.

Рассмотрим проекции скорости до и после удара (смотри схему).

Видно, что проекция скорости на ось \(y\) не меняется, а значит, не меняется проекция импульса молекулы на эту ось. Проекция скорости на ось \(x\) меняется по направлению. В итоге, используя правила вычитания векторов, получим, что модуль изменения импульса равен:

\[\Delta p = 2m\upsilon  \cdot \cos \alpha \]

Ответ: \(2m\upsilon  \cdot \cos \alpha\).

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

2.1.78 Камень брошен под углом 60 градусов к горизонту. Как соотносятся между собой
2.1.80 К невесомой нити подвешен груз массы 1 кг. Точка подвеса нити движется
2.1.81 Четыре одинаковых кубика, связанные невесомыми нитями, движутся по гладкому