hce_kmu
109年
物理及化學
第 31 題
In a baseball game, the pitcher throw a ball (150 g) at a speed of 30.0 m/s. The batter hit it straight back with a speed of 40.0 m/s. What is the average force exerted by the bat if the bat-ball contact time is 0.005 sec?
- A 300 N
- B 14000 N
- C 1200 N
- D 2100 N
- E 900 N
思路引導 VIP
想像一下，如果你正全速跑向一堵牆，撞到後直接「停在牆邊」，與撞到後被「強力反彈」往回跑，哪一種情況下牆壁對你施加的力會比較大？這種「方向完全反轉」的過程，對你計算『速度的總變化量』會產生什麼影響呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看到你能精確選出 (D) 選項，老師非常欣慰！這代表你對於「衝量與動量變化」的物理意義掌握得十分紮實，沒有被題目中的數字陷阱給誤導。
衝量與動量的向量性質
這題的核心在於應用衝量—動量定理，即 $F_{avg} \cdot \Delta t = \Delta p$。在計算過程中，最關鍵的細節是將球速視為向量。棒球原本以 $30.0\text{ m/s}$ 飛向擊球員，擊中後「往回」以 $40.0\text{ m/s}$ 飛出。這意味著速度的總變化量（$\Delta v$）並非相減後的 $10\text{ m/s}$，而是必須考慮方向變化的 $40 - (-30) = 70\text{ m/s}$。將質量換算成標準單位 $0.15\text{ kg}$ 後，運算過程如下：
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