Мій город

Абсолютно пружний нецентральний удар. Зіткнення тел. Абсолютно пружний та абсолютно непружний удари. Тема: Закони збереження у механіці

Часто носить руйнівний для тіл, що взаємодіють, характер. У фізиці під ударом розуміють такий тип взаємодії тіл, що рухаються, при якому часом взаємодії можна знехтувати.

Енциклопедичний YouTube

  • 1 / 5

    M 1 u → 1 + m 2 u → 2 = m 1 v → 1 + m 2 v → 2 . (\displaystyle m_(1)(\vec (u))_(1)+m_(2)(\vec (u))_(2)=m_(1)(\vec (v))_(1) +m_(2)(\vec (v))_(2).)

    Тут m 1 , m 2 (\displaystyle m_(1),\ m_(2))- маси першого та другого тел. u → 1 , v → 1 (\displaystyle (\vec (u))_(1),\ (\vec (v))_(1))- швидкість першого тіла до і після взаємодії. u → 2 , v → 2 (\displaystyle (\vec (u))_(2),\ (\vec (v))_(2))- швидкість другого тіла до і після взаємодії.

    m 1 u 1 2 2 + m 2 u 2 2 2 = m 1 v 1 2 2 + m 2 v 2 2 2 . (\displaystyle (\frac (m_(1)u_(1)^(2))(2))+(\frac (m_(2)u_(2)^(2))(2))=(\frac (m_(1)v_(1)^(2))(2))+(\frac (m_(2)v_(2)^(2))(2)).)

    Важливо- Імпульси складаються векторно, а енергії скалярно.

    Абсолютно пружний удар може виконуватися точно при зіткненнях елементарних частинок низьких енергій. Це наслідок принципів квантової механіки, що забороняє довільні зміни енергії системи. Якщо енергії часток, що стикаються, недостатньо для порушення їх внутрішніх ступенів свободи, то механічна енергія системи не змінюється. Зміна механічної енергії може бути заборонено якимись законами збереження (моменту імпульсу, парності тощо. п.). Треба, однак, враховувати, що зіткненні може змінюватися склад системи. Найпростіший приклад – випромінювання кванта світла. Також може відбуватися розпад чи злиття частинок, а певних умовах - народження нових частинок. У замкненій системі при цьому виконуються всі закони збереження, проте при обчисленнях слід враховувати зміну системи.

    Абсолютно пружний удар у двовимірному просторі

    У разі зіткнення двох тіл у двох вимірах швидкість кожного тіла повинна бути розділена на дві перпендикулярні швидкості: одна по дотичній до загальної нормалі поверхні тіл, що зіштовхуються, в точці контакту, а інша вздовж лінії зіткнення. Оскільки зіткнення діє лише за лінією зіткнення, швидкості, вектори яких проходять по дотичній до точки зіткнення, не зміняться. Швидкості, спрямовані вздовж лінії зіткнення, можуть бути обчислені за допомогою тих же рівнянь, що і зіткнення в одному вимірі. Остаточні швидкості можуть бути обчислені з двох нових компонентів швидкостей і залежатимуть від точки зіткнення. Дослідження двовимірних зіткнень проводяться для безлічі частинок стосовно двовимірного газу.

    Якщо припустити, що перша частка рухається, а друга частка знаходиться в стані спокою до зіткнення, то кути відхилення двох частинок, θ 1 та θ 2 пов'язані з кутом відхилення θ наступним виразом:

    Tan ⁡ ϑ 1 = m 2 sin ⁡ θ m 1 + m 2 cos ⁡ θ , ϑ 2 = π − θ 2 )(m_(1)+m_(2)\cos \theta )),\qquad \vartheta _(2)=(\frac ((\pi )-(\theta ))(2)))

    Величини швидкостей після зіткнення будуть наступними:

    V 1 ′ = v 1 m 1 2 + m 2 2 + 2 m 1 m 2 cos θ m 1 + m 2 , v 2 ′ = v 1 2 m 1 m 1 + m 2 sin ⁡ θ 2 (\displaystyle v "_(1)=v_(1)(\frac (\sqrt (m_(1)^(2)+m_(2)^(2)+2m_(1)m_(2)\cos \theta ))( m_(1)+m_(2))),\qquad v"_(2)=v_(1)(\frac (2m_(1))(m_(1)+m_(2)))\sin (\ frac (\theta )(2)))

    Двовимірне зіткнення двох об'єктів, що рухаються.

    Остаточні компоненти x та y швидкості першої кулі можуть бути обчислені як:

    V 1 x ′ = v 1 cos ⁡ (θ 1 − φ) (m 1 − m 2) + 2 m 2 v 2 cos ⁡ (θ 2 − φ) m 1 + m 2 cos ⁡ (φ) + v 1 sin ⁡ (θ 1 − φ) cos ⁡ (φ + π 2) v 1 y ′ = v 1 cos ⁡ (θ 1 − φ) (m 1 − m 2) + 2 m 2 v 2 cos ⁡ (θ 2 − φ ) m 1 + m 2 sin ⁡ (φ) + v 1 sin ⁡ (θ 1 − φ) sin ⁡ (φ + π 2) (\displaystyle (\begin(aligned)v"_(1x)&=(\frac) (v_(1)\cos(\theta _(1)-\varphi)(m_(1)-m_(2))+2m_(2)v_(2)\cos(\theta _(2)-\varphi ))(m_(1)+m_(2)))\cos(\varphi)\\&\quad +v_(1)\sin(\theta _(1)-\varphi)\cos(\varphi +( \frac (\pi )(2)))\\v"_(1y)&=(\frac (v_(1)\cos(\theta _(1)-\varphi)(m_(1)-m_( 2))+2m_(2)v_(2)\cos(\theta _(2)-\varphi))(m_(1)+m_(2)))\sin(\varphi)\\&\quad + v_(1)\sin(\theta _(1)-\varphi)\sin(\varphi +(\frac (\pi )(2)))\end(aligned)))

    де v 1 та v 2 скалярні величини двох початкових швидкостей двох тіл, m 1 та m 2 їх маси, θ 1 та θ 2 кути руху, і маленьке Фі (φ) це кут дотику. Щоб отримати ординату і абсцис вектора швидкості другого тіла, необхідно замінити підрядковий індекс 1 і 2, на 2 і 1 відповідно.

    Закон збереження механічної енергії та закон збереження імпульсу дозволяють знаходити рішення механічних завдань у тих випадках, коли чинні сили невідомі. Прикладом такого роду завдань є ударна взаємодіятел.

    З ударною взаємодією тіл нерідко доводиться мати справу у повсякденному житті, у техніці та у фізиці (особливо у фізиці атома та елементарних частинок).

    Ударом (або зіткненням) прийнято називати короткочасну взаємодію тіл, внаслідок якої їх швидкості зазнають значних змін. Під час зіткнення тіл між ними діють короткочасні ударні сили, величина яких зазвичай невідома. Тому не можна розглядати ударну взаємодію безпосередньо за допомогою законів Ньютона. Застосування законів збереження енергії та імпульсу у багатьох випадках дозволяє виключити з розгляду сам процес зіткнення та отримати зв'язок між швидкостями тіл до та після зіткнення, минаючи всі проміжні значення цих величин.

    У механіці часто використовуються дві моделі ударної взаємодії. абсолютно пружнийі абсолютно непружний удари.

    Абсолютно непружним ударом називають таку ударну взаємодію, при якій тіла з'єднуються (злипаються) один з одним і рухаються далі як одне тіло.

    При абсолютно непружному ударі механічна енергія не зберігається. Вона частково чи повністю перетворюється на внутрішню енергію тіл (нагрівання).

    Прикладом абсолютно непружного удару може бути потрапляння кулі (або снаряда) в балістичний маятник . Маятник є ящиком з піском масою M, Підвішений на мотузках (рис. 1.21.1). Куля масою m, що летить горизонтально зі швидкістю, потрапляє в ящик і застряє в ньому. За відхиленням маятника можна визначити швидкість кулі.

    Позначимо швидкість ящика з кулею, що застрягла в ньому, через Тоді за законом збереження імпульсу

    При застряванні кулі у піску сталася втрата механічної енергії:

    Ставлення M / (M + m) – частка кінетичної енергії кулі, що перейшла у внутрішню енергію системи:

    Ця формула застосовна не тільки до балістичного маятника, але і до будь-якого непружного зіткнення двох тіл з різними масами.

    При m << M

    майже вся кінетична енергія кулі переходить у внутрішню енергію. При m = M

    у внутрішню енергію переходить половина первісної кінетичної енергії. Нарешті, при непружному зіткненні тіла великої маси, що рухається, з нерухомим тілом малої маси ( m>> М) відношення

    де h– максимальна висота підйому маятника. З цих співвідношень випливає:

    Вимірюючи на досвіді висоту hпідйому маятника, можна визначити швидкість кулі υ.

    Абсолютно пружним ударом називається зіткнення, у якому зберігається механічна енергія системи тел.

    У багатьох випадках зіткнення атомів, молекул та елементарних частинок підпорядковуються законам абсолютно пружного удару.

    При абсолютно пружному ударі поруч із законом збереження імпульсу виконується закон збереження механічної енергії.

    Найпростішим прикладом абсолютно пружного зіткнення може бути центральний удар двох більярдних куль, одна з яких до зіткнення перебував у стані спокою (рис. 1.21.2).

    Центральним ударом куль називають зіткнення, у якому швидкості куль до і після удару спрямовані лінії центрів.

    У загальному випадку маси m 1 та m 2 соударяющихся куль можуть бути неоднаковими. За законом збереження механічної енергії

    Тут υ 1 – швидкість першої кулі до зіткнення, швидкість другої кулі υ 2 = 0, u 1 та u 2 – швидкості куль після зіткнення. Закон збереження імпульсу для проекцій швидкостей на координатну вісь, спрямовану за швидкістю руху першої кулі до удару, записується у вигляді:

    Ми отримали систему з двох рівнянь. Цю систему можна вирішити та знайти невідомі швидкості u 1 та u 2 куль після зіткнення:

    В окремому випадку, коли обидві кулі мають однакові маси ( m 1 = m 2), перший шар після зіткнення зупиняється ( u 1 = 0), а другий рухається зі швидкістю u 2 = υ 1, тобто кулі обмінюються швидкостями (і, отже, імпульсами).

    Якби до зіткнення другий шар також мав ненульову швидкість (υ 2 ≠ 0), то це завдання можна було б легко звести до попередньої за допомогою переходу в нову систему відліку, яка рухається рівномірно і прямолінійно зі швидкістю υ 2 щодо «нерухомої» системи. У цій системі другий шар до зіткнення спочиває, а перший за законом складання швидкостей має швидкість υ 1 = υ 1 - υ 2 . Визначивши за наведеними вище формулами швидкості u 1 та u 2 куль після зіткнення в новій системі, потрібно зробити зворотний перехід до «нерухомої» системи.

    Таким чином, користуючись законами збереження механічної енергії та імпульсу, можна визначити швидкості куль після зіткнення, якщо відомі їх швидкості до зіткнення.

    Центральний (лобовий) удар дуже рідко реалізується практично, особливо якщо йдеться про зіткнення атомів чи молекул. При нецентральнийпружному зіткненні швидкості частинок (куль) до і після зіткнення не спрямовані по одній прямій.

    Приватним випадком нецентрального пружного удару може бути зіткнення двох більярдних куль однакової маси, один з яких до зіткнення був нерухомий, а швидкість другого була спрямована не по лінії центрів куль (рис. 1.21.3).

    Основний закон динаміки поступального руху для замкнутої системи тел: , отже: .

    Таким чином, імпульс замкнутої системи зберігається, тобто. не змінюється з часом. Цей закон справедливий у класичної механіці, а й у квантової механіці для замкнутих систем мікрочастинок. Закон збереження імпульсу – фундаментальний закон природи.

    Закон справедливий і для незамкнутих систем, якщо геометрична сума всіх зовнішніх сил дорівнює нулю. З закону збереження імпульсу випливає, що центр мас замкнутої системи або рухається прямолінійно і поступово, або залишається нерухомим. У неінерційних системах відліку закон збереження імпульсу несправедливий.

    При зіткненні двох тіліснують 2 граничні види удару: абсолютно пружний та абсолютно непружний.

    Абсолютно пружнимназивається такий удар, у якому механічна енергія тіл не перетворюється на інші, немеханічні види енергії. При такому ударі кінетична енергія повністю або частково перетворюється на потенційну енергію пружної деформації. Потім тіла повертаються до первісної форми, відштовхуючи одне одного. У результаті потенційна енергія пружної деформації знову переходить у кінетичну енергію і тіла розлітаються зі швидкостями, модуль та напрямки яких визначаються двома умовами: збереженням повної механічної енергії та збереженням повного імпульсу системи тел.

    При абсолютно пружному центральному ударі (удар відбувається по прямій, що з'єднує центри мас куль) можливі два випадки:

    1. Кулі рухаються назустріч одна одній.
    2. Одна куля наздоганяє іншу (рисунок 22).


    Припустимо, що система замкнута та обертання куль відсутня. Нехай маси куль m 1 і m 2 швидкості їх до удару і , а після удару і відповідно. Швидкості куль після удару визначаються при вирішенні системи рівнянь, складеної згідно із законом збереження механічної енергії та законом збереження імпульсу:

    - закон збереження енергії.

    Закон збереження імпульсу.

    Якщо m1 = m2, то.

    Для чисельних розрахунків необхідно спроектувати вектори швидкостей на вісь, уздовж якої рухаються кулі, тобто. врахувати напрямок швидкостей відповідними знаками.

    З отриманих формул можна визначити швидкість кулі після удару про рухому або нерухому стінку:

    Абсолютно непружнийудар характеризується тим, що потенційної енергії деформації за такого удару немає. Кінетична енергія тіл повністю або частково перетворюється на внутрішню енергію. Після удару тіла, що зіткнулися, або рухаються з однаковою швидкістю, або спочивають (рисунок 23).

    До удару


    При абсолютно непружному ударі виконується лише закон збереження імпульсу системи. Закон збереження механічної енергії не виконується.

    Розглянемо абсолютно непружний удар 2-х матеріальних точок, що утворюють замкнуту систему. Нехай маси матеріальних точок m 1 і m 2 , а швидкості до удару - і після удару - . Сумарний імпульс системи після удару має бути таким самим, як і до удару

    Швидкість системи тіл після удару .

    У чисельних розрахунках використовуються проекції векторів швидкостей на напрямок осі, вздовж якої рухаються тіла.

    Контрольні питання:

    1. Викладіть закон збереження імпульсу.

    2. Розкажіть про абсолютно пружний удар.

    3. Які закони збереження діють за абсолютно пружного удару?

    4. Як визначити швидкості двох тіл після абсолютно пружного удару?

    5. Що таке абсолютно непружний удар? Який закон збереження діє за абсолютно непружного удару?

    6. Як вирахувати швидкість тіл після абсолютно непружного удару?

    Виберіть правильні відповіді на ці запитання:

    1. При абсолютно пружному ударі двох куль з початковими імпульсами та кінетичними енергіями Е 1 і Е 2 відповідно, сумарний імпульс Р куль і кінетична енергія Е відразу після зіткнення… ○ 1. …Р = р 1 +р 2 , E > E 1 +E 2 . ○ 2. …Р = р 1 +р 2 E< E 1 +E 2 . ○ 3. …Р ≠ р 1 +р 2 , E = E 1 +E 2 . ○ 4. …Р = р 1 +р 2 , E = E 1 +E 2 . ○ 5. …Р ≠ р 1 +р 2 , E < E 1 +E 2 . 4. Три масивні диски обертаються співвісно, ​​як показано на малюнку. Як зміниться момент імпульсу системи після зчеплення коліс? Тертям в осі знехтувати. ○ 1. Збільшиться у дев'ять разів. ○ 2. Збільшиться втричі. ○ 3. Не зміниться. ○ 4. Зменшиться втричі. ○ 5. Зменшиться у дев'ять разів.
    2. Людина стоїть у центрі масивного диска, що вільно обертається навколо вертикальної осі. Як зміниться кутова швидкість обертання диска, якщо він розведе руки з гантелями в сторони? ○ 1. Збільшиться, оскільки буде проведена корисна робота. ○ 2. Не зміниться згідно із законом збереження імпульсу. ○ 3. Зменшиться згідно із законом збереження моменту імпульсу. ○ 4. Збільшиться, оскільки зросте кінетична енергія. ○ 5. Не зміниться згідно із законом збереження енергії. 5. Дві кулі однакової маси m зі швидкостями і стикаються абсолютно непружно і набувають швидкості і . Яке із тверджень справедливе? ○ 1. V 1 =V 2 =V, причому . ○ 2. V 1 =V 2 =V, причому . ○ 3. V 1 ≠V 2 , причому ○ 4. V 1 ≠V 2 , причому ○ 5. V 1 =V 2 =V, причому .
    3. Чому дорівнює імпульс та енергія після зустрічного абсолютно непружного удару двох тіл? ○ 1. E=E 1 +E 2 ○ 2. E E 1 +E 2 ○ 4. E≠E 1 +E 2 ○ 5. E≠E 1 +E 2 6. Однакові моменти зовнішніх сил діють на дві кулі, що обертаються на нерухомих осях. Момент інерції першої кулі більший, ніж другої. Кутове прискорення першої кулі… ○ 1. …більше, ніж у другої. ○ 2. …менше, ніж у другого. ○ 3. …таке саме, як у другого. ○ 4. …може бути більше або менше, ніж у другого залежно від співвідношення мас куль. ○ 5. …може бути більше або менше, ніж у другого залежно від співвідношення радіусів куль.

    Закон всесвітнього тяжіння

    Вивченням руху планет люди займалися, починаючи з давнини. Астроном Йоганн Кеплер опрацював результати численних спостережень та виклав закони руху планет:

    Згодом Ньютон на підставі законів Кеплера та основних законів динаміки відкрив закон всесвітнього тяжіння:Всі тіла (матеріальні точки) незалежно від їх властивостей, притягуються один до одного з силою, прямо пропорційною їх масам і обернено пропорційною квадрату відстані між ними F = G , де:

    G – гравітаційна постійна. G = 6,672 10 -11

    Сила тяжіння

    Згідно з другим законом Ньютона, будь-яке тіло поблизу поверхні Землі починає рухатися з прискоренням вільного падіння під дією. сили тяжіння .

    Для тіл, що знаходяться на поверхні Землі: , де М – маса Землі, m – маса тіла, R 3 – радіус Землі. Звідси:

    Якщо тіло масою m знаходиться на висоті h над поверхнею Землі, то . Таким чином, сила тяжіння зменшується із віддаленням від Землі.

    Робота в полі тяжіння

    Якщо тіло масою переміщати з відстані від Землі до відстані (рис. 24), то робота щодо його переміщення:

    Ця робота залежить від траєкторії, а визначається лише початковим і кінцевим становищем тіла. Отже, сили тяжіння – консервативні, а поле тяжіння – потенційне.

    Робота, що здійснюється консервативними силами:

    При R 2 ®¥ ®0.

    Потенційна енергія двох тіл, що знаходяться на відстані.

    Якщо тіло масою m знаходиться на висоті h над поверхнею Землі, його потенційна енергія , де

    R 3 – радіус Землі R 3 = 6,4-10 6 м, М – маса Землі. М = 6×10 24 кг.

    Невагомість

    Вага тіла – це сила, що діє на опору або підвіс. Стан тіла, у якому воно рухається лише під впливом сили тяжкості, називається станом невагомості . Якщо до тіла прикладена як сила тяжіння , а й інша сила , що створює прискорення тіла , то додаткова сила повинна задовольняти умові: .

    Абсолютно пружний удар

    Удар- Поштовх, короткочасна взаємодія тіл, при якому відбувається перерозподіл кінетичної енергії. Часто носить руйнівний для тіл, що взаємодіють, характер. У фізиці під ударом розуміють такий тип взаємодії тіл, що рухаються, при якому часом взаємодії можна знехтувати.

    Абсолютно пружний удар

    Абсолютно пружний удар- модель зіткнення, коли повна кінетична енергія системи зберігається. У класичній механіці при цьому нехтують деформаціями тіл. Відповідно, вважається, що енергія на деформації не втрачається, а взаємодія поширюється по всьому тілу миттєво. Хорошою моделлю абсолютно пружного удару є зіткнення більярдних кульок або пружних м'ячиків.

    Абсолютно пружний удар може виконуватися точно при зіткненнях елементарних частинок низьких енергій. Це наслідок принципів квантової механіки, що забороняє довільні зміни енергії системи. Якщо енергії часток, що стикаються, недостатньо для порушення їх внутрішніх ступенів свободи, то механічна енергія системи не змінюється. Зміна механічної енергії може бути заборонено якимись законами збереження (моменту імпульсу, парності тощо. п.). Треба, однак, враховувати, що зіткненні може змінюватися склад системи. Найпростіший приклад – випромінювання кванта світла. Також може відбуватися розпад чи злиття частинок, а певних умовах - народження нових частинок. У замкненій системі при цьому виконуються всі закони збереження, проте при обчисленнях слід враховувати зміну системи.

    Абсолютно непружний удар

    Абсолютно непружний удар- Удар, в результаті якого компоненти швидкостей тіл, нормальні майданчику торкання, стають рівними. Якщо удар був центральним (швидкості були перпендикулярні дотичній площині), тіла з'єднуються і продовжують подальший свій рух як єдине тіло.

    Як і при будь-якому ударі, при цьому виконуються закон збереження імпульсу та закон збереження моменту імпульсу, але не виконується закон збереження механічної енергії.

    Хороша модель абсолютно непружного удару - пластилінові кульки, що стикаються.

    Реальний удар

    При реальному ударі макроскопічних тіл відбувається деформація тіл, що стукаються, і поширення по них пружних хвиль, що передають взаємодію від стикаються кордонів по всьому тілу. Нехай стикаються однакові тіла. Якщо c- Швидкість звуку в тілі, L- характерний розмір кожного тіла, час удару буде порядку t = 2L / c . Множник 2 відповідає поширенню хвилі у прямому та зворотному напрямку. Відповідно, систему тіл, що зіштовхуються, можна вважати замкненою, якщо імпульс зовнішніх сил за час tмалий у порівнянні з імпульсами тел. Крім того, саме час tмає бути досить мало, в іншому випадку стає проблематично оцінити втрати енергії на деформації за час удару (частина енергії завжди витрачається на внутрішнє тертя), а сам опис тіл, що стикаються, стає неповним через істотний вклад внутрішніх ступенів свободи. Необхідно, щоб усі деформації при ударі були значно меншими, ніж розміри тіл.

    Література

    • Сивухін Д. В.Загальний курс фізики - Видання 4-те. – М.: Фізматліт, 2002. – Т. I. Механіка. – 792 с. - ISBN 5-9221-0225-7

    Див. також

    Wikimedia Foundation. 2010 .

    Дивитись що таке "Абсолютно пружний удар" в інших словниках:

      Удар, у якому коефіцієнт відновлення дорівнює одиниці. [Збірник рекомендованих термінів. Випуск 102. Теоретична механіка. Академія наук СРСР. Комітет науково-технічної термінології. 1984 р.] Тематики теоретична механіка Узагальнюючі… Довідник технічного перекладача

      Удар, при якому коефіцієнт відновлення дорівнює одиниці. Політехнічний термінологічний тлумачний словник

      Цей термін має й інші значення, див. Удар (значення). Удар поштовх, короткочасне взаємодія тіл, у якому відбувається перерозподіл кінетичної енергії. Часто носить руйнівний для взаємодіючих тіл характер.

      Удар поштовх, короткочасне взаємодія тіл, у якому відбувається перерозподіл кінетичної енергії. Часто носить руйнівний для тіл, що взаємодіють, характер. У фізиці під ударом розуміють такий тип взаємодії тіл, що рухаються… … Вікіпедія

      Удар поштовх, короткочасне взаємодія тіл, у якому відбувається перерозподіл кінетичної енергії. Часто носить руйнівний для тіл, що взаємодіють, характер. У фізиці під ударом розуміють такий тип взаємодії тіл, що рухаються… … Вікіпедія

      У механіці окремий випадок деформованого тіла, яке після припинення дії причини, що викликало його деформацію, повністю відновлює вихідні розміри та форму, тобто в ньому відсутня залишкова деформація. Можна сказати, що... Вікіпедія

      Удар поштовх, короткочасне взаємодія тіл, у якому відбувається перерозподіл кінетичної енергії. Часто носить руйнівний для тіл, що взаємодіють, характер. У фізиці під ударом розуміють такий тип взаємодії тіл, що рухаються… … Вікіпедія

      Комплекс завдань про взаємодію багатьох тіл досить великий, і є одним з базових, далеко не повністю дозволених розділів механіки. В рамках ньютонівської концепції проблема розгалужується на: комплекс завдань зіткнення двох і більше.

      1) Ф. та її завдання. 2) Методи Ф. 3) Гіпотези та теорії. 4) Роль механіки та математики у Ф. 5) Основні гіпотези Ф.; речовина та її будова. 6) Кінетична теорія речовини. 7) Дія з відривом. 8) Ефір. 9) Енергія. 10) Механічні картини, ... Енциклопедичний словник Ф.А. Брокгауза та І.А. Єфрона


    Швидкості куль до удару,

    Швидкості куль після удару,

    Запишемо рівняння за законом збереження імпульсу та законом збереження енергії.

    Вирішуючи систему цих двох рівнянь можна отримати наступні формули для швидкостей куль після удару

    Розглянемо окремі випадки.

    Зіткнення однакових куль, m 1 =m 2 .

    Тобто, кулі при зіткненні обмінюються швидкостями.

    Якщо одна з куль нерухома, наприклад v 20 =0, то після удару вона буде рухатися зі швидкістю рівної швидкості першої кулі (і в тому ж напрямку), а перша куля зупиниться.

    2). Удар кулі об масивну стінку, m 2 >> m 1 .

    З формул (11) та (12) отримаємо в цьому випадку:

    Швидкість стіни залишається постійною. Якщо стіна нерухома, (v 20 = 0), тобто кулька, що вдарилася об стіну, відскочить назад практично з тією ж швидкістю.

    Таблиця 1 Вивчення пружного зіткнення

    v 10 і v 1 обчислили за формулами - де =0,1м - довжина платівок, вставлених у візки.

    Таблиця 2 Вимірювання при різних значеннях маси візка

    Таблиця 3

    Висновок: При абсолютно пружному ударі кінетична енергія тіл, що сударяются, переходить спочатку в потенційну енергію пружної деформації. Потім тіла повертаються до первісної форми, відштовхуючи одне одного. Через війну потенційна енергія пружної деформації знову перетворюється на кінетичну енергію, і тіла розлітаються зі швидкостями, величина і напрямок визначається двома законами - законом збереження енергії і законом збереження імпульсу.

    Таблиця 4 Вивчення непружного зіткнення

    Таблиця 5

    так як ми розглядаємо окремий випадок, коли тіло, що ударяється (m 2) нерухомо (v 20 =0) і маса тіла, що ударяється велика, (m 2 >> m 1), то

    Таблиця 6

    Висновок: при абсолютно непружному ударі кінетична енергія повністю або частково перетворюється на внутрішню енергію, що призводить до підвищення температури тіл. Після удару тіла, що зіткнулися, або рухаються разом з однаковою швидкістю, або спочивають. У разі після удару тіла рухаються разом. При абсолютно непружному ударі виконується лише закон збереження імпульсу.

Сподобалась стаття? Поділіться з друзями!
Чи була ця стаття корисною?
Так
Ні
Дякую за ваш відгук!
Щось пішло не так і Ваш голос не було враховано.
Спасибі. Ваше повідомлення надіслано
Знайшли у тексті помилку?
Виділіть її, натисніть Ctrl+Enterі ми все виправимо!