质量为m的皮球,从高处自由下落,反弹高度总为原高度的2/3

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 07:34:34
,现在要使皮球着地后总能弹回同一高度h,那么每次在球上升的最高点处拍球,需要对皮球瞬间冲量是多少?(与地碰撞损失的能量不计,视空气阻力为定值.)

质量为m的皮球,从高处自由下落,反弹高度总为原高度的2/3
设 空气阻力为f,则
f*(h + 2h/3) = (1 - 2/3)mgh
f = mg/5

要使皮球着地后总能弹回同一高度h
阻力做功为
f*2h = 2mgh/5

要抵消这部分功,则 在最高点处,需额外提供这么多能量,即额外使皮球具有这样的初动能。
(1/2)mv^2 = 2mgh/5
v^2 = gh/5

皮球动量增量
m*△v = mv = m*(gh/5)^(1/2)

冲量 P = m*(gh/5)^(1/2)

自由下落?先求空气阻力f:
由能量守恒定律得,
f(h+2h/3)=mg(h-2h/3),解得f=mg/5
以向下为正方向,在击球瞬间,重力、空气阻力忽略,设击球瞬间速度大小为v,
瞬间冲量为:I=mv-0
由能量守恒定律可知,
mv^/2=f(h+h)=2fh,解得mv=根号下4fhm
综合上式,解得瞬间冲量I=根号下4fhm

质量为m的皮球,从高处自由下落,反弹高度总为原高度的2/3
设 空气阻力为f,则
f*(h + 2h/3) = (1 - 2/3)mgh
f = mg/5
皮球上升到2h/3处损耗的机械能是mgh/3,如果还想再回升到原高度,则还需克服阻力做功为f*h/3=mgh/15
所以要想皮球回到原高度则需要补充的能量为:E=mgh/3+mgh/15=6mgh/15
由公式p=(2*m*E)^(1/2)=m*(4gh/5)^(1/2)

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