1 Двигаясь со скоростью 4 м/с, молоток массой 0,5 кг ударяет по гвоздю. Определите среднюю силу удара, если его продолжительность 0,1 с.

Для решения задачи используем второй закон Ньютона в импульсной форме:

$$F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$$, где

• $$F$$ – средняя сила удара,
• $$\Delta p$$ – изменение импульса тела,
• $$\Delta t$$ – время удара.

Изменение импульса равно:

$$\Delta p = m \cdot \Delta v = m \cdot (v_2 - v_1)$$, где

• $$m$$ – масса молотка,
• $$v_1$$ – начальная скорость молотка,
• $$v_2$$ – конечная скорость молотка (после удара молоток останавливается, поэтому $$v_2 = 0$$).

Тогда:

$$\Delta p = 0.5 \cdot (0 - 4) = -2 \text{ кг \cdot м/с}$$.

Средняя сила удара:

$$F = \frac{-2}{0.1} = -20 \text{ Н}$$.

Сила, с которой молоток действует на гвоздь, равна по модулю силе, с которой гвоздь действует на молоток (третий закон Ньютона). Поэтому средняя сила удара равна 20 Н.

Ответ: 20 Н