Question

【題目】城市進入高樓時代后，高空墜物已成為危害極大的社會安全問題，由物理學知識可知，即使是很小的物體從高處墜落也可能對人造成嚴重的傷害。設一個50g的雞蛋從16樓的窗戶自由落下，相鄰樓層的高度差約為3m，雞蛋下落起點距地面的高度約為45m，雞蛋撞擊地面后速度減為0。為便于估算，不計空氣阻力，不計與地面撞擊過程中雞蛋的重力，g取10m/s2。

(1)求雞蛋與地面撞擊前的速度大小以及撞擊過程中地面對雞蛋作用的沖量大小；

(2)若雞蛋與地面撞擊的時間為3×10-3s，求雞蛋對地面的平均沖擊力的大小。

Answer 1

【答案】(1)30m/s，1.5N·s；(2)500N

【解析】

(1)根據機械能守恒定律

解得雞蛋撞擊地面前的速度大小

以向下為正方向，根據動量定理

撞擊過程中地面對雞蛋作用的沖量大小為1.5N·s

(2)根據

解得

根據牛頓第三定律可知，雞蛋對地面的平均沖擊力大小為500N