Jos yksi kärry olisi levossa ja hänet löi toinen yhtä suuri massa, mitä lopulliset nopeudet olisivat täysin joustavan törmäyksen kannalta? Täydellisen joustamaton törmäys?

Jos yksi kärry olisi levossa ja hänet löi toinen yhtä suuri massa, mitä lopulliset nopeudet olisivat täysin joustavan törmäyksen kannalta? Täydellisen joustamaton törmäys?
Anonim

Vastaus:

Täysin joustavalle törmäykselle vaunujen lopulliset nopeudet ovat kukin 1/2 liikkuvan korin alkunopeuden nopeudesta.

Täysin joustamattomalle törmäykselle kärryjärjestelmän lopullinen nopeus on 1/2 liikkuvan korin alkunopeudesta.

Selitys:

Joustavaa törmäystä varten käytämme kaavaa

#m_ (1) v_ (1i) + m_ (2) v_ (2i) = m_ (1) v_ (1f) + m_ (2) v_ (2f) #

Tässä skenaariossa kahden kohteen välillä säilyy vauhtia.

Siinä tapauksessa, että molemmilla objekteilla on sama massa, yhtälöstämme tulee

#m (0) + mv_ (0) = mv_ (1) + mv_ (2) #

Voimme peruuttaa m yhtälön molemmilla puolilla

#v_ (0) = v_1 + v_2 #

Täysin joustavalle törmäykselle vaunujen lopulliset nopeudet ovat kukin 1/2 liikkuvan korin alkunopeuden nopeudesta.

Joustaviin törmäyksiin käytämme kaavaa

#m_ (1) v_ (1i) + m_ (2) v_ (2i) = (m_ (1) + m_2) v_ (f) #

Jakamalla # V_f #, ja sitten peruutetaan m, löydämme

# v_2 = 2v_f #

Tämä osoittaa, että kahden kärryjärjestelmän lopullinen nopeus on 1/2 alkuperäisen liikkuvan korin nopeudesta.

Vastaus:

Täysin joustavalle törmäykselle alussa liikkuva kärry pysähtyy, kun taas toinen vaunu liikkuu nopeudella # V # (eli nopeudet vaihdetaan.

Täysin joustamattomalle törmäykselle molemmat kärryt liikkuvat jaettuna nopeudella # V / 2 #

Selitys:

Momentumin säilyttäminen johtaa

# m_1 v_ (1i) + m_2 v_ (2i) = m_1 v_ (1f) + m_2 v_ (2f) #

Koska tässä ongelmassa # m_1 = m_2 = m #, #v_ (1i) = 0 # ja #v_ (2i) = v #, meillä on

#v = v_ (1f) + v_ (2f) #

Tämä koskee sekä joustavaa että joustamatonta törmäystä.

Täysin joustava törmäys

Täysin joustavassa törmäyksessä erotuksen suhteellinen nopeus on sama kuin lähestymisnopeus (negatiivinen merkki)

Niin.

#v_ (2f) -v_ (1f) = v_ (1i) -v_ (2i) = -v #

Täten #v_ (2f) = 0, v_ (2i) = v #

** Täysin joustamaton törmäys #

Täysin joustamattomalle törmäykselle nämä kaksi runkoa tarttuvat yhteen

#v_ (1f) = v_ (2f) = 1/2 (v_ (1f) + v_ (2f)) = 1/2 v #