Калькулятор сили виштовхування (закон Архімеда)
Розрахуйте силу виштовхування Архімеда F = rho * V * g. Виберіть рідину, введіть об'єм і масу тіла – дізнайтеся, чи тіло плаває чи тоне.
Імпульс сили J = F * delta_t (Н*с) описує дію сили протягом певного часу. Він дорівнює зміні кількості руху delta_p = m * delta_v. При короткочасних ударах та зіткненнях імпульс важливіший за саму силу. Калькулятор обчислює J, delta_p та середню силу.
Формула: J = F * delta_t. Зміна кількості руху: delta_p = m * delta_v = J (теорема про імпульс). Середня сила: F_avg = delta_p / delta_t. Імпульс – вектор: напрямок і знак збігаються з силою.
Футболіст б'є по м'ячу (m = 0,43 кг). Нога діє з силою F = 1000 Н протягом delta_t = 0,05 с. Імпульс: J = 1000 * 0,05 = 50 Н*с. Зміна кількості руху = 50 кг*м/с. Швидкість м'яча: delta_v = 50 / 0,43 ≈ 116 м/с.
Імпульс сили J = F * delta_t (у Н*с) – добуток сили на час її дії. Характеризує сукупний вплив сили у часі – важливий при зіткненнях і ударах з коротким часом контакту.
Теорема стверджує: імпульс сили дорівнює зміні кількості руху тіла: J = delta_p = m * delta_v. Пов'язує добуток сила-час зі зміною руху тіла.
Кількість руху p = m * v (кг*м/с) – добуток маси на швидкість. Векторна величина. У замкненій системі без зовнішніх сил кількість руху зберігається.
При заданому J: F = J / delta_t. Коротший час контакту – більша середня сила. Подушки безпеки подовжують час зіткнення, зменшуючи пікову силу на водія при тому самому імпульсі.
У системі без зовнішніх сил повна кількість руху стала. Зіткнення двох куль: m1*v1 + m2*v2 = const. Фундаментальний закон механіки, астрофізики та ядерної фізики.
Сила F (Н) – миттєва взаємодія. Імпульс J = F * delta_t враховує також тривалість дії. Дві різні пари F і delta_t можуть давати однаковий J: 100 Н за 1 с = 50 Н за 2 с.
Для сталої: J = F * delta_t. Для змінної: J = інтеграл F(t) dt від t1 до t2. Наближено: J = F_серед * delta_t, де F_серед – середня сила за час дії.
У квантовій механіці кількість руху – оператор: p = -i*hbar*(d/dx). Принцип невизначеності Гейзенберга: delta_x * delta_p >= hbar/2. Це відрізняється від класичного m*v.
Удар по м'ячу (футбол, теніс, бейсбол): вимірюють F та delta_t контакту (1–50 мс). Велика сила при короткому контакті дає великий імпульс і швидкість. Скоростна відеозйомка дозволяє точно виміряти обидва параметри.
Імпульс J = F * delta_t (Н*с) – сила і час, результат – зміна кількості руху. Робота W = F * delta_s (Дж) – сила і переміщення, результат – зміна кінетичної енергії. Це різні фізичні величини.
Результати калькулятора мають навчальний та орієнтовний характер.
Розрахуйте силу виштовхування Архімеда F = rho * V * g. Виберіть рідину, введіть об'єм і масу тіла – дізнайтеся, чи тіло плаває чи тоне.
Розрахуйте спостережувану частоту звуку за ефектом Доплера. Введіть частоту джерела, швидкість джерела та спостерігача – формула f_obs = f_src*(v+v_obs)/(v-v_src).
Розрахуйте індукцію магнітного поля соленоїда B = mu0 * n * I. Введіть кількість витків, довжину та силу струму – отримайте B в теслах, H в А/м і густину енергії поля.
Дивитися всі калькулятори: Наукові калькулятори — фізика і хімія →