Бильярдный шар массой 270 г движется со скоростью 10 м/с и отскакивают после удара с той же по модулю скоростью. Начальная и конечная скорость шара составляет 30 градусов с перпендикуляром к стенке продолжительность удара 20 мс. Чему равна средняя сила, действующая на шар со стороны стенки во время удара?

m = 270 г = 0,27 кг.

V1 = V2 = 10 м/с.

t = 20 мс = 0,02 с.

∠α = 30°.

Fср - ?

Запишем 2 закон Ньютона в векторной форме для бильярдного шарика: m * a = Fср.

a = (V2 - V1) / t - определение ускорения в векторной форме.

Запишем определение ускорения а для проекций на ось перпендикулярную в плоскости стенки.

a = (V2 * cosα - ( - V1 * cosα) / t = 2 * V1 * cosα/t.

Среднюю силу удара стенки о шарик выразим формулой: Fср = m * 2 * V1 * cosα/t.

Fср = 0,27 кг * 2 * 10 м/с * cos30°/0,02 с = 232 Н.

Ответ: средняя сила удара составляет Fср = 232 Н.