Еластични сблъсъци и запазване на импулса

1 · Предскажи

Две еднакви топки се търкалят една към друга с еднаква скорост и се сблъскват еластично. След сблъсъка как се сравняват скоростите им с тези преди?

2 · Постановка

  1. Отвори симулацията еластичен сблъсък и натисни Нулирай.
  2. Провери, че двете топки имат еднаква маса, и задай скоростта на приближаване за всеки опит долу (топка A се движи надясно, топка B наляво със същата скорост).
  3. Натисни Пусни, гледай сензорите за импулс на двете топки и запиши показанието за импулса на топка A веднага след разделянето им.

3 · Събери данни

Маса m (всяка топка) (kg)Скорост на приближаване v (m/s)Импулс на топка A p = mv (kg·m/s)KE на топка A = ½mv² (J)Импулс на топка A след — идеално предсказание (kg·m/s)Пълен импулс след сблъсъка (A + B) (kg·m/s)
1.006.00
1.508.00
2.005.00

Чертай скоростта на приближаване v (ос x) спрямо кинетичната енергия на топка A преди сблъсъка (ос y).

4 · Анализирай

  1. Покажи сметката си за импулса на топка A преди сблъсъка (p = mv) за един опит и я сравни с показанието на сензора за импулс на симулацията.
  2. Сравни импулса на топка A преди и след сблъсъка. Какво ти казва смяната на знака за посоката ѝ? Запазва ли се пълният импулс на топка A + топка B?

5 · Надгради

  1. Симулацията ползва еластичност 0.98, не съвършена 1.0. Как очакваш импулсът на отскока да се различава от идеализираното предсказание и защо?
  2. Ако топка B беше два пъти по-тежка от топка A, щеше ли топка A пак да отскочи направо назад? Ползвай общите формули за еластичен сблъсък, за да разсъждаваш.

Физиката зад този експеримент

Импулс

Импулсът на всяка топка преди удара, от масата и скоростта на приближаване, които задаваш за всеки опит. Пълният импулс (топка A + топка B) се запазва през сблъсъка.

Кинетична енергия

Енергията на движение на топка A преди удара. При напълно еластичен сблъсък тя се запазва изцяло; еластичността 0.98 на живата симулация запазва само e² от нея — с което отговорите ти в Надграждане трябва да се съобразят.

← Назад към експеримента

Механика

138 безплатни работни листа по физика за печат