一个质量为1kg的物体,以速度v0=5m/s向东运动,物体同时受到两个恒力的作用,F1=2N,方向向南,F2=0.5N,方向向西,求2秒末物体动量的大小和方向.(答案是4倍根号下2)

问题描述:

一个质量为1kg的物体,以速度v0=5m/s向东运动,物体同时受到两个恒力的作用,F1=2N,方向向南,F2=0.5N,方向向西,求2秒末物体动量的大小和方向.(答案是4倍根号下2)

建个坐标系,i,j为单位矢量,分别延x延y
vo=5i
p0=5i
F1=2j
I1=2j*2=4j
F2=-0.5i
I2=-1i
p=p0+I1+I2=5i+4j-1i=4i+4j
故大小为根号下(4^2+4^2)=4倍根号下2
方向,东北方向~

在向南方向,物体做初速为0的匀加速运动,该方向的末速度为 V1=a1*t
而 a1=F1/m=2 /1=2米/秒^2 ,所以 V1=2*2=4米/秒,方向向南.
在东西方向,物体做类似竖直上抛运动,设该方向末速度为 V2,因 a2=F2/m=0.5米/秒^2 ,且由 V2=V0-a2*t=5-0.5*2=4米/秒>0,说明方向是向东.
合速度V用V1与V2合成,明显得V的大小为 V=4*根号2 米/秒,方向是东偏南45度.
所求动量的大小是 P=m*V=1*4*根号2=4*根号2 (千克米/秒),方向是东偏南45度.