Упругий шар массой m= 1 кг ударяется о стенку со скоростью v= 20 м/с под углом 60° к нормали и отскакивает от нее под тем же углом, не меняя численного значения скорости. Найти импульс силы, действующей на шар. От ответа отнять 15.

Импульс силы равен изменению импульса шара. Импульс шара до удара равен p1 = mv = 1 кг * 20 м/с = 20 кг*м/с.

После удара шар отскакивает под тем же углом, поэтому изменение импульса происходит только в направлении, перпендикулярном стенке. Изменение импульса в этом направлении равно двойному проекции импульса до удара на направление отраженного движения шара. Так как угол между векторами импульса и направления отраженного движения равен 120°, то изменение импульса равно:

Δp = 2 * p1 * cos(120°) = 2 * 20 кгм/с * (-0.5) = -40 кгм/с.

Импульс силы, действующей на шар, равен изменению импульса, то есть -40 кг*м/с. Ответ: -40 - 15 = -55.